微波暗室靜區測量方法

1. 天線的近場和遠場

天線是一種能量轉換裝置，發射天線將導行波轉換為空間輻射波，接收天線則把空間輻射波轉換為導行波。因此，一副發射天線可以視為輻射電磁波的波源，其周圍的場強分布一般都是離開天線距離和角坐標的函數。通常，根據離開天線距離的不同將天線周圍的場區劃分為感應場區、輻射近場區和輻射遠場區，如圖5所示。

圖5天線的場區
（1）感應場區
感應場區是指很靠近天線的區域。在這個場區里，不輻射電磁波，電場能量和磁場能量交替地貯存於天線附近的空間內。電小尺寸的偶極子天線其感應場區的外邊界條件是l/2p。這里，l是工作波長。
（2）輻射近場
在輻射近場區（又稱菲涅爾區）里電場的相對角分布（即方向圖）與離開天線的距離有關，即在不同距離處的方向圖是不同的。這是因為：
*由天線各輻射源所建立的場之相對相位關系是隨距離而變的。
*這些場的相對振幅也隨距離而改變。在輻射近場區的內邊界處（即感應場區的外邊界處）天線方向圖是一個主瓣和副瓣難分的起伏包絡。
*隨著離開天線距離的增加直到靠近遠場輻射區，天線方向圖的主瓣和副瓣才明顯形成，但零點電平和副瓣電平均較高。輻射近場區的外邊界按通用標准規定為：
r=2D2/λ(m) （1.3.1）
式中，r是觀察點到天線的距離；
D是天線孔徑的尺寸。
（3）輻射遠場
輻射近場區的外邊就是輻射遠場區（夫朗荷費區）。該區域的特點是：
*場的相對角分布與離開天線的距離無關；
*場的大小與離開天線的距離成反比；
*方向圖主瓣、副瓣和零值點已全部形成。
輻射遠場區是進行天線測試的重要場區，天線輻射特性所包括各參數的測量均需在該區進行。實際測量中必須遵守公認的式（1.3.1）所示的近、遠場的分界距離。

圖6電小尺寸天線的場區
圖6是電小尺寸L/l<1（L是線天線的最大尺寸）的線天線的場區。由圖可見，電小天線只存在電抗近場區和輻射遠場區，沒有輻射近場區。常把輻射遠場與電抗近場相等的距離定義為L/l<1一類天線電抗近場區的外界，越過了這個距離（R=2p/l），輻射遠場就占優勢。
為了表徵輻射遠場相對電抗近場的大小，常用它們的相對比值。由電基本振子的場方程可以求得電抗近場與輻射遠場之比，若用dB表示則為PE（dB）=20lg（λ/2πR）=-16+20lg（λ/R）
不同距離上的場強比值如表1所示。
表1不同距離上的場強比值 R 1l 2l 3l 4l 5l 6l 7l 8l 9l 10l ρE(dB) -16.0 -22.0 -25.5 -28.0 -29.9 -31.5 -32.9 -34.0 -35.0 -36.0