從90年代末至今,近場(chǎng)微波成像已經(jīng)引起了學(xué)者們的濃厚興趣,但由于常規(guī)目標(biāo)散射近場(chǎng)的復(fù)雜性,致使近場(chǎng)微波成像遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于遠(yuǎn)場(chǎng)成像。近場(chǎng)微波成像中,著眼于潛在的應(yīng)用,目標(biāo)函數(shù)既可以是理想導(dǎo)體目標(biāo)的輪廓函數(shù),也可以是目標(biāo)介電常數(shù)的分布函數(shù)。從照射天線與成像目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式來(lái)看,近場(chǎng)微波成像有兩種模式:即直線掃描模式和轉(zhuǎn)臺(tái)模式,研究方法可分為電磁逆散射法和球背向投影法(SphericalBackProjection,簡(jiǎn)寫(xiě)為SBP)。其中電磁逆散射法散射機(jī)理清晰,但數(shù)學(xué)公式復(fù)雜且有很大的局限性,因而,實(shí)際中使用較少;而球背向投影法在實(shí)際中使用較多。利用球背向投影法在直線掃描模式和轉(zhuǎn)臺(tái)模式情況下的目標(biāo)函數(shù)解析公式已經(jīng)給出。電場(chǎng)要比磁場(chǎng)強(qiáng)得多,對(duì)于電壓低電流大的場(chǎng)源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備的模具),磁場(chǎng)要比電場(chǎng)大得多。廣州電磁場(chǎng)近場(chǎng)輻射
電場(chǎng)是由電壓產(chǎn)生,主要的發(fā)射源包括一些未端接器件的線纜、連接高阻器件的PCB布線等。簡(jiǎn)單的電場(chǎng)探頭類(lèi)似一根小天線。有人甚至把同軸電纜前端的一小段屏蔽層剝開(kāi),露出芯線來(lái)構(gòu)成簡(jiǎn)單的電場(chǎng)探頭進(jìn)行使用。在沒(méi)有屏蔽設(shè)備的情況下,電場(chǎng)探頭的問(wèn)題是比較容易拾取到環(huán)境中存在的電磁波信號(hào),如蜂窩通信的上下行信號(hào),從而影響到整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍。因?yàn)榇艌?chǎng)是由電流產(chǎn)生的,所以常見(jiàn)的發(fā)射源包括芯片,器件的管腳、PCB上的布線、電源線及信號(hào)線纜。常見(jiàn)的磁場(chǎng)探頭多為環(huán)狀,當(dāng)磁場(chǎng)傳播線和探頭環(huán)面垂直的時(shí)候,測(cè)量數(shù)值很大。所以在測(cè)量過(guò)程中,工程師一般需要旋轉(zhuǎn)探頭的方向來(lái)測(cè)量到很大的磁場(chǎng)數(shù)值,同時(shí)避免遺漏重要的發(fā)射源。近場(chǎng)輻射抑制方式近場(chǎng)通常分為兩個(gè)區(qū)域。
近場(chǎng)探頭是用于配合頻譜分析儀查找干擾源的設(shè)備。在認(rèn)證機(jī)構(gòu)中,使用經(jīng)過(guò)各類(lèi)校準(zhǔn)的天線進(jìn)行輻射泄露測(cè)試,都是進(jìn)行的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射泄漏測(cè)試,可以準(zhǔn)確定量的告訴我們被測(cè)件是否符合相應(yīng)的EMI標(biāo)準(zhǔn)。但是遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試無(wú)法告訴工程師,嚴(yán)重的輻射問(wèn)題到底是來(lái)自于殼體的縫隙,還是來(lái)自連接的電纜,或USB,LAN之類(lèi)的通信接口。在這種情況下,我們可以通過(guò)近場(chǎng)測(cè)試的方法來(lái)定位輻射的真正來(lái)源。電磁場(chǎng)是由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。在近場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同存在,其強(qiáng)度不構(gòu)成固定關(guān)系。以電場(chǎng)為主還是磁場(chǎng)為主,主要是由發(fā)射源的類(lèi)型決定的。簡(jiǎn)而言之,在高電壓,低電流的區(qū)域,電場(chǎng)大于磁場(chǎng)。高電流,低電壓的區(qū)域,磁場(chǎng)大于電場(chǎng)。同時(shí)在主要的EMI測(cè)試頻段,磁場(chǎng)隨著距離的變化要快于電場(chǎng)。
在實(shí)際使用中,感興趣的是輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。通常的應(yīng)用中,我們應(yīng)該避免收、發(fā)天線處在近場(chǎng)區(qū)范圍,因?yàn)榇藭r(shí)不但天線的方向圖沒(méi)有形成,而且在近場(chǎng)范圍內(nèi)的任何導(dǎo)電體甚至介質(zhì)物體都被看成是天線電磁邊界條件的一部分,它影響了原來(lái)的天線,和原來(lái)的天線一起共同修正和改變了遠(yuǎn)場(chǎng)的方向圖輻射特性,從而影響了實(shí)際使用效果。某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合,天線和其它物體靠得很近,從而使天線的輻射特性變得極其復(fù)雜,比如手機(jī)天線置于人體附近的情況,這需要專(zhuān)門(mén)予以討論。近場(chǎng)成分指的立方衰減分量強(qiáng)度隨距離(觀測(cè)點(diǎn)的天線的距離)。
近場(chǎng)EMI測(cè)量的問(wèn)題在于使用近場(chǎng)探頭的測(cè)量結(jié)果和使用天線進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的結(jié)果無(wú)法直接進(jìn)行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換。但是存在一個(gè)基本原理:近場(chǎng)的輻射越大,遠(yuǎn)場(chǎng)的輻射也必然越大。所以使用近場(chǎng)探頭測(cè)量,實(shí)際上是一個(gè)相對(duì)量的測(cè)量,而不是精確的一定量測(cè)量。使用近場(chǎng)探頭進(jìn)行EMI預(yù)兼容測(cè)試時(shí),我們常常把新被測(cè)件測(cè)試結(jié)果和一個(gè)已知合格被測(cè)件的近場(chǎng)探頭測(cè)試(近場(chǎng)測(cè)試)結(jié)果進(jìn)行比較,來(lái)預(yù)測(cè)EMI輻射泄漏測(cè)試(遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試)的結(jié)果,而不是直接和符合EMI兼容標(biāo)準(zhǔn)的限制線進(jìn)行比較。同時(shí),測(cè)試的一定數(shù)值意義也不大,因?yàn)檫@個(gè)測(cè)試結(jié)果和諸多變量,包括探頭的位置方向、被測(cè)件的形狀等會(huì)密切相關(guān)。在衍射光學(xué)中,近場(chǎng)定義如下:當(dāng)入射光波是平面波,經(jīng)過(guò)透鏡會(huì)聚后。近場(chǎng)輻射抑制方式
在反應(yīng)區(qū)里,電場(chǎng)和磁場(chǎng)是很強(qiáng)的,并且可以單獨(dú)測(cè)量。廣州電磁場(chǎng)近場(chǎng)輻射
近區(qū)場(chǎng)通常具有如下特點(diǎn):近區(qū)場(chǎng)內(nèi),電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小沒(méi)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(chǎng)源(如發(fā)射天線、饋線等),電場(chǎng)要比磁場(chǎng)強(qiáng)得多,對(duì)于電壓低電流大的場(chǎng)源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備的模具),磁場(chǎng)要比電場(chǎng)大得多。近區(qū)場(chǎng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度比遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)大得多。從這個(gè)角度上說(shuō),電磁防護(hù)的重點(diǎn)應(yīng)該在近區(qū)場(chǎng)。近區(qū)場(chǎng)的電磁場(chǎng)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(chǎng)的主要特點(diǎn)如下:在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)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(chǎng)輻射強(qiáng)度的衰減要比感應(yīng)場(chǎng)慢得多。在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度有如下關(guān)系:在國(guó)際單位制中,E=377H,電場(chǎng)與磁場(chǎng)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(chǎng)為弱場(chǎng),其電磁場(chǎng)強(qiáng)度均較小廣州電磁場(chǎng)近場(chǎng)輻射
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