電磁場近遠(yuǎn)區(qū)區(qū)分方法和電磁輻射頻率范圍

...wd......wd......wd...三、電磁輻射物理原理1、電磁場的產(chǎn)生及性質(zhì)⑴產(chǎn)生

根據(jù)電磁學(xué)基本理論，帶電粒子周圍會(huì)有相應(yīng)的電場分布，隨時(shí)間變化的帶電粒子產(chǎn)生變化的電場。由于帶電粒子周圍電位不同的兩點(diǎn)之間存在電位差，因此在兩點(diǎn)間形成了電壓。

當(dāng)大量的帶電粒子定向移動(dòng)時(shí)形成了電流，電流周圍產(chǎn)生磁場，隨時(shí)間變化的電流產(chǎn)生變化的磁場。

電磁場是一種特殊的物質(zhì)形態(tài)，可以單獨(dú)在空間中傳播。變化的電場能產(chǎn)生磁場，反之，變化的磁場也能產(chǎn)生電場，對(duì)電磁場的測量通常有：電場強(qiáng)度v/m，磁場強(qiáng)度A/m，功率密度W/m2。

對(duì)于工頻磁場，常用磁感應(yīng)強(qiáng)度B表示磁場強(qiáng)弱，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場強(qiáng)度的關(guān)系為，B=μ0H，μ0為真空磁導(dǎo)率，μ0=4π×10-7，當(dāng)磁場強(qiáng)度H以(A/m)為單位，磁感應(yīng)強(qiáng)度B以μT〔微特斯拉〕為單位時(shí)，B=1.2566H。⑵性質(zhì)矢量

電場與磁場是矢量，不但有量值大小，還有方向，所以對(duì)于非各向同性的測量天線，測量時(shí)必須調(diào)整天線方向，直到讀數(shù)為最大值為止。從目前情況來看，一般情況下，綜合場強(qiáng)儀都是各向同性天線〔探頭〕。電磁場的迭加

電磁場有可迭加的性質(zhì)，空間任一點(diǎn)的電場〔或磁場〕為不同電荷〔或電流〕在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場〔或磁場〕的矢量和。理想導(dǎo)體內(nèi)及所嚴(yán)密包圍的空間內(nèi)的電場強(qiáng)度為零，理想導(dǎo)體上各個(gè)位置的電位相等，理想導(dǎo)體外表的電場方向垂直理想導(dǎo)體外表。〔如果不垂直，則電場有沿導(dǎo)體外表的分量，導(dǎo)體外表成了非等位面〕。電磁波的干預(yù)、繞射、反射、透射

由惠更斯-菲涅耳原理，包括電磁波在內(nèi)的一切波有干預(yù)、繞射、鏡面反射、漫反射〔散射〕、透射等特性。

當(dāng)輻射源與測量點(diǎn)之間有障礙物時(shí)，電磁波可通過繞射方式達(dá)監(jiān)測點(diǎn)，但強(qiáng)度能量有很大的損失。

同一波源發(fā)出的波通過不同路徑傳播到達(dá)測量點(diǎn)，這些波在測量點(diǎn)的相位一般不同，由此產(chǎn)生相消干預(yù)或相加干預(yù)。同相相加，反相相消。干預(yù)的結(jié)果使得電磁波能量的空間分布發(fā)生變化，因此出現(xiàn)在測量中可能距離輻射源一樣的點(diǎn)位但測量值卻相差較大，但對(duì)電磁波的總能量來說是不變的。

當(dāng)電磁波入射到兩種介質(zhì)〔如空氣與大地〕的分界面上時(shí)，會(huì)發(fā)生反射與透射，一局部能量進(jìn)入新的介質(zhì)形成透射波，另一局部能量被反射回原先的介質(zhì)形成反射波。當(dāng)反射波和源輻射波相遇時(shí)也會(huì)產(chǎn)生干預(yù)疊加，形成場的不均勻分布。因此在測量中要考慮到反射物可能帶來的影響。

對(duì)于良導(dǎo)體，電磁波能量基本上被全部反射回去，不能透射到導(dǎo)體深處。在介質(zhì)的分界面起伏不平的程度遠(yuǎn)小于波長時(shí)，形成鏡面反射，入射角等于反射角。否則形成漫反射〔散射〕。

因此由平整的導(dǎo)體所形成的反射波導(dǎo)致的干預(yù)疊加容易在空間中形成駐波。測量時(shí)給予注意。

綜合經(jīng)上因素，測量點(diǎn)周圍的物體都可反射電磁波，與其他傳播路徑〔包括直射、地面反射等〕的電磁波產(chǎn)生相消干預(yù)或相加干預(yù)，影響測量結(jié)果。因此，對(duì)電磁測量的要求：

①測量無關(guān)人員應(yīng)盡量遠(yuǎn)離測量天線〔探頭〕，測量人員不能站在電磁波的傳播路徑進(jìn)展測量，以防止由測量人員身體反射電磁波帶來影響。

②對(duì)職業(yè)暴露測量布點(diǎn)應(yīng)盡量放在常規(guī)工作位置，在操作工人離開的情況下進(jìn)展。

③對(duì)于一般的電磁輻射環(huán)境監(jiān)測布點(diǎn)，測點(diǎn)應(yīng)選在開闊地段，要盡可能避開各種因素的影響。頻譜時(shí)域

將電磁場量〔E、H或S〕表示成隨時(shí)間變化的函數(shù)g(t)，稱為時(shí)域表示。

在時(shí)域表示中，平面直角坐標(biāo)系的橫軸為時(shí)間t，縱軸為電磁場量大小g(t)，表示電磁場量大小隨時(shí)間變化，不同時(shí)刻t的電磁場量大小g(t)不同。將電磁場量換成股票指數(shù)，就是股市漲跌圖了。時(shí)域表示很直觀，通過常識(shí)容易理解。頻域

將電磁場量〔E、H或S〕表示成隨時(shí)間變化的函數(shù)g(t)，表示成頻率的函數(shù)G(f)，稱為頻域表示。函數(shù)G(f)稱為電磁場量的頻譜。

在頻域表示中，平面直角坐標(biāo)系的橫軸為頻率f，縱軸為電磁場量大小G(f)，表示電磁場量大小隨頻率而變，不同頻率f的電磁場量大小G(f)不同，換一個(gè)更能顯露其物理意義的等效說法，不同頻率分量f的頻譜強(qiáng)度G(f)不同。

〔時(shí)域〕正弦波為單一頻率的波，其頻譜為一根豎線。如手機(jī)機(jī)站信號(hào)?；ê椭C波

周期為T的非正弦波可分解成〔看作〕一系列正弦波的迭加，這些正弦波中頻率最低的稱為基波，其頻率f0=1/T，其余正弦波稱為諧波，頻率為nf0，n=2,3,4……，n稱為諧波次數(shù)。周期性的非正弦波頻譜是離散的。一般基波頻譜強(qiáng)度最大，諧波次數(shù)越高，頻譜強(qiáng)度越小。

為了簡化設(shè)備，降低成本，工科醫(yī)設(shè)備的電磁振蕩源的頻譜質(zhì)量很差，除了振蕩頻率〔周期〕的變化之外，振蕩波形也有畸變，偏離正弦波形，造成諧波干擾。這類干擾源中常見的典型設(shè)備是塑料熱合機(jī)。其基波頻率雖然遠(yuǎn)離播送電視的接收頻率，但是其諧波頻率可能落入播送電視的接收頻率范圍，干擾電視的圖像與聲音。

播送電視及移動(dòng)通信等攜帶有信息的調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)及調(diào)相電磁波源的頻譜是離散的，頻譜范圍較窄。其測量可用峰值檢波的電視場強(qiáng)儀或頻譜分析儀。

非周期性的脈沖波的頻譜是連續(xù)的，沒有基波頻率，頻譜低端從零頻率〔直流〕開場。脈沖波的上升及下降沿越陡，脈沖越窄〔持續(xù)時(shí)間越短〕，頻譜就越寬。火花放電產(chǎn)生的電磁脈沖就是這種脈沖波，其頻譜很寬，可對(duì)不同頻段的信號(hào)接收造成干擾。其測量必須用準(zhǔn)峰值檢波的測量接收機(jī)、干擾場強(qiáng)儀或頻譜分析儀。

雷雨閃電時(shí)所有波段的收音機(jī)、電視機(jī)都會(huì)有大的雜音，街上的摩托車報(bào)警器發(fā)出叫聲，說明閃電所發(fā)射電磁波的頻譜很寬。閃電是一種火花放電，所發(fā)射電磁波是脈沖波，由此可從經(jīng)歷了解到，脈沖波的頻譜很寬。極化

定義：在最大輻射方向上電場矢量端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡。

電場矢量端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡如為園，稱園極化。如為橢圓，稱橢圓極化。

電場矢量端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡如為直線，稱線極化，以地面為參考，又分為垂直極化和水平極化。一般而言，單根線狀發(fā)射天線的方向即為所發(fā)射電磁波的極化方向，中波天線垂直于地面，所以輻射垂直極化波，主要傳播途徑為地波傳播；短波天線平行于地面，所以輻射水平極化波，主要傳播途徑為天波傳播〔通過電離層反射〕。四、電磁輻射的測量根基知識(shí)電磁輻射的測量方法通常與測量點(diǎn)位和輻射源的距離有關(guān)，即，所進(jìn)展的測量是遠(yuǎn)場測量還是近場測量。由于遠(yuǎn)場和近場的情況下，電磁場的性質(zhì)有所不同，因此，要對(duì)遠(yuǎn)場和近場測量有明確的了解。1、電磁場的遠(yuǎn)場和近場劃分電磁輻射源產(chǎn)生的交變電磁場可分為性質(zhì)不同的兩個(gè)局部，其中一局部電磁場能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性地來回流動(dòng)，不向外發(fā)射，稱為感應(yīng)場；另一局部電磁場能量脫離輻射體，以電磁波的形式向外發(fā)射，稱為輻射場。一般情況下，電磁輻射場根據(jù)感應(yīng)場和輻射場的不同而區(qū)分為遠(yuǎn)區(qū)場〔輻射場〕和近區(qū)場〔感應(yīng)場〕。由于遠(yuǎn)場和近場的劃分相對(duì)復(fù)雜，要具體根據(jù)不同的工作環(huán)境和測量目的進(jìn)展劃分，一般而言，以場源為中心，在三個(gè)波長范圍內(nèi)的區(qū)域，通常稱為近區(qū)場，也可稱為感應(yīng)場；在以場源為中心，半徑為三個(gè)波長之外的空間范圍稱為遠(yuǎn)區(qū)場，也可稱為輻射場。近區(qū)場通常具有如下特點(diǎn)：

近區(qū)場內(nèi)，電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的大小沒有確定的比例關(guān)系。即：E377H。一般情況下，對(duì)于電壓高電流小的場源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場要比磁場強(qiáng)得多，對(duì)于電壓低電流大的場源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備的模具)，磁場要比電場大得多。

近區(qū)場的電磁場強(qiáng)度比遠(yuǎn)區(qū)場大得多。從這個(gè)角度上說，電磁防護(hù)的重點(diǎn)應(yīng)該在近區(qū)場。

近區(qū)場的電磁場強(qiáng)度隨距離的變化比較快，在此空間內(nèi)的不均勻度較大。

遠(yuǎn)區(qū)場的主要特點(diǎn)如下：

在遠(yuǎn)區(qū)場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這種場輻射強(qiáng)度的衰減要比感應(yīng)場慢得多。

在遠(yuǎn)區(qū)場，電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度有如下關(guān)系：在國際單位制中，E=377H，電場與磁場的運(yùn)行方向互相垂直，并都垂直于電磁波的傳播方向。

遠(yuǎn)區(qū)場為弱場，其電磁場強(qiáng)度均較小

近區(qū)場與遠(yuǎn)區(qū)場劃分的意義：

通常，對(duì)于一個(gè)固定的可以產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁輻射源來說，近區(qū)場輻射的電磁場強(qiáng)度較大，所以，應(yīng)該格外注意對(duì)電磁輻射近區(qū)場的防護(hù)。對(duì)電磁輻射近區(qū)場的防護(hù)，首先是對(duì)作業(yè)人員及處在近區(qū)場環(huán)境內(nèi)的人員的防護(hù)，其次是對(duì)位于近區(qū)場內(nèi)的各種電子、電氣設(shè)備的防護(hù)。而對(duì)于遠(yuǎn)區(qū)場，由于電磁場強(qiáng)較小，通常對(duì)人的危害較小。

對(duì)我們最經(jīng)常接觸的從短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段范圍，其波長范圍從10米到1米。2、遠(yuǎn)區(qū)場的測量

在遠(yuǎn)區(qū)場〔輻射場區(qū)〕，可引入功率密度矢量〔波印廷矢量〕，電場矢量、磁場矢量、波印廷矢量三者方向互相垂直，波印廷矢量的方向?yàn)殡姶挪▊鞑シ较颉?/p>

在數(shù)值上，E=377H，S=EH=E2/377。其中電場強(qiáng)度E的單位是(V/m)，磁場強(qiáng)度H的單位是(A/m)，功率密度的單位是〔W/m2〕,全部是國際單位制(SI)。由公式可看出，在遠(yuǎn)場區(qū)，電場與磁場不是獨(dú)立的，可以只測電場強(qiáng)度，磁場強(qiáng)度及功率密度中的一個(gè)工程，其他兩個(gè)工程均可由此換算出來。

一般情況，關(guān)于遠(yuǎn)場和近場的測量問題可以簡化為：國標(biāo)規(guī)定，當(dāng)電磁輻射體的工作頻率低于300MHz時(shí)，應(yīng)對(duì)工作場所的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度分別測量。當(dāng)電磁輻射體的工作頻率大于300MHz時(shí)，可以只測電場強(qiáng)度。300MHz頻率相應(yīng)的波長為1米，λ/6為16cm，16cm之外輻射場占優(yōu)勢(shì)。如按3λ的劃分界限，距輻射源3米之外可認(rèn)為是遠(yuǎn)場區(qū)。

一般電磁環(huán)境是指在較大范圍內(nèi)由各種電磁輻射源，通過各種傳播途徑造成的電磁輻射背景值，因而屬于遠(yuǎn)區(qū)場，輻射的頻譜非常寬，電磁場強(qiáng)度均較小。

1GHz以下遠(yuǎn)區(qū)輻射場的測量，可用遠(yuǎn)區(qū)場強(qiáng)儀，也可用干擾場強(qiáng)儀。3、近區(qū)場的測量在近場區(qū)〔感應(yīng)場區(qū)〕，電場強(qiáng)度E與磁場強(qiáng)度H的大小沒有確定的比例關(guān)系，即：E377H，需要分別測量電場強(qiáng)度E與磁場強(qiáng)度H的大小。對(duì)于電壓高而電流小的場源，在感應(yīng)場區(qū)內(nèi)主要是電場，主要測量電場，對(duì)于電壓低而電流大的場源(如感應(yīng)線圈)，在感應(yīng)場區(qū)內(nèi)主要是磁場，主要測量磁場。例如，對(duì)于沒有接上電器的墻上電源插座，電流基本為零，電壓不為零，插座在其附近產(chǎn)生一定強(qiáng)度的工頻電場，但產(chǎn)生的工頻磁場基本為零。國家標(biāo)準(zhǔn)限值中30MHz以下以場強(qiáng)為準(zhǔn)，因?yàn)樵擃l段的波長大于10米，測量點(diǎn)處的感應(yīng)場常常不能忽略，電場強(qiáng)度E與磁場強(qiáng)度H的比例關(guān)系不確定。

由前面的場強(qiáng)與距離的關(guān)系可知，近場區(qū)場強(qiáng)很大〔根據(jù)不同的設(shè)備，電場強(qiáng)度可能從幾十到幾百V/m，磁場強(qiáng)度可到達(dá)數(shù)A/m〕，但場強(qiáng)隨距離的增大衰減得很快，即場強(qiáng)變化梯度很大，是一種非常復(fù)雜的非均勻場。因此，近區(qū)場強(qiáng)儀的量程應(yīng)當(dāng)足夠大，而測量探頭應(yīng)當(dāng)足夠小，測量結(jié)果才能代表測試點(diǎn)的場強(qiáng)。近場區(qū)監(jiān)測主要屬于工作場所監(jiān)測。

由于近區(qū)場強(qiáng)很大，較遠(yuǎn)處的其它電磁輻射源的奉獻(xiàn)可忽略不計(jì)，因此，近區(qū)場強(qiáng)測量不采用選頻式儀器。可用綜合場強(qiáng)儀測量近區(qū)場強(qiáng)，如意大利PMM公司的8053型儀器，具有較好的測量精度和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。目前的綜合場強(qiáng)儀與早期的近區(qū)場強(qiáng)儀的不同：前者為各向同性，測量時(shí)不必調(diào)整探頭方向。前者較后者頻率范圍更寬。例：具體輻射源的近場〔感應(yīng)場區(qū)〕與遠(yuǎn)場〔輻射場區(qū)〕〔=c/f〕附：場區(qū)的具體劃分

場強(qiáng)與距離的關(guān)系

以r表示測量點(diǎn)到輻射源的距離，則在該點(diǎn)的感應(yīng)場強(qiáng)度與r2至r3成反比，輻射場強(qiáng)度與r成反比〔因此，輻射場強(qiáng)度與距離r的乘積與r無關(guān)，稱為場強(qiáng)距離乘積〕。在靠近輻射源的地方，隨著距離r的減小，感應(yīng)場強(qiáng)度急劇增加。

近場與遠(yuǎn)場的劃分

當(dāng)測量距離r＝λ/2π≈λ/6時(shí)，感應(yīng)場強(qiáng)度與輻射場強(qiáng)度相當(dāng)。在距離輻射源比較近〔r<λ/6〕的地方，感應(yīng)場強(qiáng)度大于輻射場強(qiáng)度，稱為近場〔區(qū)〕或感應(yīng)場區(qū)，較遠(yuǎn)的地方〔r>λ/6〕則相反，輻射場占優(yōu)勢(shì)，稱為遠(yuǎn)場〔區(qū)〕或輻射場區(qū)。近場區(qū)和遠(yuǎn)場區(qū)的提法被廣為使用，但在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，其劃分界限不統(tǒng)一。也稱為近區(qū)場和遠(yuǎn)區(qū)場。

一般當(dāng)r大于3λ時(shí)，可忽略感應(yīng)場的成份，認(rèn)為處于遠(yuǎn)場〔區(qū)〕。當(dāng)輻射源尺度與波長可比較時(shí)，還可將輻射場區(qū)分為輻射近場區(qū)和輻射遠(yuǎn)場區(qū)。輻射遠(yuǎn)場區(qū)的定義是，"輻射場強(qiáng)度角分布基本上與距天線的距離無關(guān)的場區(qū)"，在輻射遠(yuǎn)場區(qū)，將天線上各點(diǎn)到測量點(diǎn)的連線當(dāng)作是平行的，所引入的誤差小于一定的限度。如天線尺寸為D，則遠(yuǎn)場區(qū)距離應(yīng)大于2D2/λ。當(dāng)輻射源尺寸D的數(shù)量級(jí)小于波長λ時(shí)〔2D2/λ<λ/6，D<λ/3.5〕，輻射近場區(qū)范圍小于感應(yīng)場區(qū)，輻射場區(qū)全部是輻射遠(yuǎn)場區(qū)。如果測量天線為微波段的面天線，而且尺寸較大，所測輻射源與測量天線的距離大于2D2/λ認(rèn)為是輻射遠(yuǎn)場區(qū)。由以上公式可見，近場與遠(yuǎn)場的劃分界限與輻射源頻率〔波長〕有關(guān)。4、電磁輻射頻率范圍

⑴全范圍

廣義上包括Ｘ射線、γ射線、宇宙射線等電離電磁輻射，狹義上包括0～3×1012Hz，從靜電場、靜磁場到亞毫米波，該頻率范圍的電磁輻射不能造成原子與分子的電離，不管其強(qiáng)度有多大。⑵目前我國管理范圍

目前認(rèn)為影響較大、受關(guān)注、研究較多并已經(jīng)制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值的頻段有：

工頻50Hz，射頻100kHz-300GHz。⑶各波段名稱、頻率范圍及波長波段名稱頻段名稱頻率范圍波長

工頻50/60Hz

超長波甚低頻(VLF)3～30KHz100～10Km

長波低頻(LF)30～300KHz10～1Km

中波中頻(MF)0.3～3MHz1～0.1Km

短波高頻(HF)3～30MHz100～10m

超短波(米波)甚高頻(VHF)30～300MHz10～1m

分米波微波超高頻(UHF)0.3～3GHz1～0.1m

厘米波特高頻(SHF)3～30GHz10～1cm

毫米波極高頻(EHF)30～300GHz10～1mm⑷常見電磁輻射源的頻率范圍電磁輻射污染源監(jiān)測要求所用儀器的測量頻率范圍與污染源的工作頻率相適應(yīng)，因此有必要了解常見電磁輻射源的頻率。GSM移動(dòng)通信基站：900/1800MHz

中波播送：535-1605KHz

短波播送：4-19MHz內(nèi)的局部頻段

調(diào)頻〔聲音〕播送：88-108MHz電視：50-92，168-223，471-566，607-958MHz五個(gè)頻段

家用微波爐：2450MHz，工業(yè)微波爐：915，2450MHz

高壓電力設(shè)備：工頻50Hz，電磁噪聲干擾中短波〔測量范圍0.5-30MHz〕高頻感應(yīng)加熱設(shè)備〔如熔煉爐、淬火爐等〕：工作頻率幾百kHz

高頻介質(zhì)加熱設(shè)備：工作頻率幾MHz至幾十MHz。如塑料熱合機(jī)27.12，40.68MHz。

超短波電療機(jī)：40.68MHz國際電信聯(lián)盟(ITU)分配給工科醫(yī)〔ISM〕設(shè)備的自由輻射頻率為13.56MHz，27.12MHz，40.68MHz，2.45GHz等。在這些頻率范圍內(nèi)的電磁輻射強(qiáng)度不受限制。5、電磁能的發(fā)射與傳播途徑⑴電磁發(fā)射

是指"從源向外發(fā)出電磁能的現(xiàn)象"。電磁發(fā)射分為輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射。⑵輻射發(fā)射

是"通過空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量"。而輻射發(fā)射經(jīng)常稱之為電磁輻射，其定義為："a.能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。b.能量以電磁波形式在空間傳播。

注：電磁輻射一詞的含義有時(shí)也可引申，將電磁感應(yīng)〔即感應(yīng)場〕也包括在內(nèi)。"我們?cè)谌粘９ぷ髦惺褂玫氖瞧湟旰x。⑶傳導(dǎo)發(fā)射

是指"沿電源線或信號(hào)線傳輸?shù)碾姶虐l(fā)射。"⑷電磁環(huán)境

電磁環(huán)境的定義是"存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。"電磁環(huán)境包括輻射發(fā)射與傳導(dǎo)發(fā)射。但從環(huán)境工程來看，電磁環(huán)境的主要影響因素是電磁輻射。實(shí)際上電磁輻射騷擾源常常也伴隨著傳導(dǎo)發(fā)射。實(shí)際傳播途徑可以是輻射與傳導(dǎo)的組合〔注意前面是發(fā)射途徑〕，比方電磁波到達(dá)建筑物時(shí)，既可以〔穿過墻壁或〕通過門窗進(jìn)入室內(nèi)，也可以通過電線、鋼筋傳導(dǎo)進(jìn)入室內(nèi)，如在永安761臺(tái)監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)電線附近的電場強(qiáng)度明顯高于室內(nèi)的平均電場強(qiáng)度。測某基站時(shí)發(fā)現(xiàn)橫梁下電場強(qiáng)度高于該點(diǎn)旁邊1米位置的電場強(qiáng)度。五、電磁輻射測量儀器電磁輻射的測量按測量場所分為作業(yè)環(huán)境、特定公眾暴露環(huán)境、一般公眾暴露環(huán)境測量。按測量參數(shù)分為電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度和電磁場功率通量密度等的測量。對(duì)于不同的測量應(yīng)選用不同類型的儀器，以期獲取最正確的測量結(jié)果。

測量儀器根據(jù)測量目的分為非選頻式寬帶輻射測量儀和選頻式輻射測量儀。無論是非選頻式寬帶輻射測量儀還是選頻式輻射測量儀，基本構(gòu)造都是由天線(傳感器)及主機(jī)系統(tǒng)兩局部組成的

1非選頻式寬帶輻射測量儀〔綜合場強(qiáng)儀〕

工作原理

1．1電場探頭偶極子和檢波二極管組成探頭

這類儀器由三個(gè)正交的2~10cm長的偶極子天線，端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經(jīng)高阻傳輸線或光纜送入數(shù)據(jù)處理和顯示電路。

通常這類儀器探頭響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)范圍大，但由于作為天線的偶極子的長度應(yīng)遠(yuǎn)小于被測頻率的半波長，以防止在被測頻率下諧振。這一特性決定了這類儀器只能在低于幾吉赫頻率范圍使用，不過隨著儀器技術(shù)的不斷開展，近年也有廠家能將頻率范圍擴(kuò)展到四十吉赫頻率，甚至更高范圍。

熱電偶型探頭

采取三條相互垂直的熱電偶結(jié)點(diǎn)陣作電場測量探頭，提供了和熱電偶元件切線方向場強(qiáng)平方成正比的直流輸出，待測場強(qiáng)與極化無關(guān)，保證了探頭有極寬的頻帶，容易做到極高的頻率，但探頭響應(yīng)和動(dòng)態(tài)范圍要相對(duì)差一些。

1．2磁場探頭

由三個(gè)相互正交環(huán)天線和二極管、RC濾波元件、高阻線組成，從而保證其全向性和頻率響應(yīng)。

對(duì)電性能的要求

使用非選頻式寬帶輻射測量儀實(shí)施環(huán)境監(jiān)測時(shí)，為了確保環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量，應(yīng)對(duì)這類儀器電性能提出基本要求：

各向同性誤差≤±1dB

系統(tǒng)頻率響應(yīng)不均勻度≤±3dB

靈敏度：0.5V/m

校準(zhǔn)精度：±0.5dB

2選頻式輻射測量儀〔頻譜儀或測試接收機(jī)〕

這類儀器用于環(huán)境中低電平電場強(qiáng)度、電磁兼容、電磁干擾測量。除場強(qiáng)儀〔或稱干擾場強(qiáng)儀〕外，可用接收天線和頻譜儀或測試接收機(jī)組成的測量系統(tǒng)經(jīng)校準(zhǔn)后，用于環(huán)境電磁輻射測量。

選頻的意思是只選擇某些頻率進(jìn)展測量，只讓很小的頻率范圍的信號(hào)進(jìn)來，濾除其余頻率的信號(hào)。選頻式測量儀器的靈敏度較非選頻式的高很多。根據(jù)所測量信號(hào)頻譜的不同，選頻式射頻輻射測量儀器也按檢波方式分為兩大類，一類采用峰值檢波，測量播送電視及通信等較窄的輻射源；另一類采用準(zhǔn)峰值檢波，測量火花放電等頻譜范圍很寬的電磁脈沖源。電視場強(qiáng)儀，遠(yuǎn)區(qū)場強(qiáng)儀，峰值檢波。干擾場強(qiáng)儀，測量接收機(jī)，準(zhǔn)峰值檢波。頻譜分析儀，峰值檢涉及準(zhǔn)峰值檢波二者均有。工作原理

場強(qiáng)儀〔干擾場強(qiáng)儀〕

待測場的場強(qiáng)值：

E〔dBμV/m〕=K(dB)+Vr〔dBμV〕+L〔dB〕………………〔2.1〕

式中K是天線校正系數(shù)，它是頻率的函數(shù)，可由場強(qiáng)儀的附表中查得。場強(qiáng)儀的讀數(shù)Vr必須加上對(duì)應(yīng)K值和電纜損耗L才能得出場強(qiáng)值。但近期生產(chǎn)的場強(qiáng)儀所附天線校正系數(shù)曲線所示K值已包括測量天線的電纜損耗L值。

當(dāng)被測場是脈沖信號(hào)時(shí)，不同帶寬Vr值不同。此時(shí)需要?dú)w一化于1MHz帶寬的場強(qiáng)值，即：

E〔dBμV/m〕=K(dB)+Vr〔dBμV〕+20lg+L〔dB〕…………〔2.2〕

BW為選用帶寬，單位MHz。