电磁辐射基础知识
电磁辐射环境知识讲义

电磁辐射环境知识讲义一、电磁辐射的基本概念与特点1. 电磁辐射的定义电磁辐射是电场和磁场能量在空间传播的现象。
电磁波在真空中传播时呈现电场和磁场交替变化的特点。
2. 电磁辐射的特点•电磁波具有波动性和粒子性;•不同频段的电磁波对生物体的影响也不同;•电磁波在空间中传播速度固定,即光速;•电磁波是一种无需介质传播的波动。
二、电磁辐射的分类与来源1. 电磁辐射的主要分类根据波长或频率的不同,电磁辐射可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
2. 电磁辐射的主要来源•通信设备:手机、基站等;•家用电器:电视、微波炉等;•工业设备:电焊机、微波加热设备等;•医疗设备:X射线机、核磁共振仪等。
三、电磁辐射对人体健康的影响1. 电磁辐射对人体的生物效应•热效应:高频电磁辐射会导致组织的局部升温;•非热效应:低频电磁辐射可能对细胞和基因产生影响。
2. 电磁辐射相关疾病•电磁辐射可能引发头痛、失眠、疲劳等不适感;•长期暴露于大剂量电磁辐射环境可能导致肿瘤等严重疾病。
四、电磁辐射防护常识1. 低频电磁辐射防护•减少微波炉使用时间;•远离电磁炉等辐射源。
2. 高频电磁辐射防护•使用耳机减少手机辐射对头部的直接影响;•减少长时间接触电脑、平板电脑等电子产品。
五、电磁辐射环境监测与规范1. 电磁辐射监测方法•电磁辐射仪器监测;•室内电磁辐射检测。
2. 电磁辐射防护标准•《电器工作环境电磁辐射卫生标准》等相关法规;•通过规范设备布局、保证合理使用等措施实现防护。
六、结语电磁辐射环境是现代社会不可避免的环境因素,了解电磁辐射的基本知识,学会科学防护和规避电磁辐射,以确保人体健康。
希望本讲义能为大家提供关于电磁辐射环境知识的一些基本概念和应对方法,让大家在日常生活中更加健康和安全。
电磁辐射基础知识

电磁辐射基础知识电磁的基本概念电磁场(electromagnetic field)是物质的⼀种形式。
为了说明电磁的基本概念,现对⼀些常⽤名词、术语等做⼀简略介绍[1]。
⼀、交流电1.交流电(alternating current)交流电是交替地即周期性地改变流动⽅向和数值的电流。
如果我们将电源的两个极,即正极与负极迅速⽽有规律地变换位置,那么电⼦就会随着这种变换的节奏⽽改变⾃⼰的流动⽅向。
开始时电⼦向⼀个⽅向流动,以后⼜改向与开始流动⽅向相反的⽅向流动,如此交替地依次重复进⾏,这种电流就是交流电。
在交流电中,电⼦在导线内不断地振动,从电⼦开始向⼀个⽅向运动起,然后⼜回到原点的平⾏位置时,这⼀运动过程,称为电流的⼀次完全振动,发⽣⼀次完全振动所需要的时间称为⼀个周期。
半个振动所需要的时间,称为⼆分之⼀周期或半周期。
2.频率(frequency)频率是电流在导体内每秒钟所振动的次数。
交流电频率的单位为赫(Hz)。
例如我国的民⽤电频率为50Hz,意思是说民⽤电这种交流电,在⼀秒钟内振动50次。
美国等⼀些国家为60Hz。
⼆、电场与磁场所有的物体都是由⼤量的和分⽴的微⼩粒⼦所组成,这些粒⼦有的带正电,有的带负电,也有的不带电。
所有的粒⼦都在不断地运动,并被它们以⼀定的速度传播的电磁场所包围着,所以带电粒⼦及其电磁场,不是别的,⽽是物质的⼀种特殊形态。
1.电场(electric field)我们知道,物体相互作⽤的⼒⼀般分为两⼤类,⼀类是物体的.直接接触发⽣的⼒,叫接触⼒,例如碰撞⼒、摩擦⼒等均属于这⼀类。
另⼀类是不需要接触就可以发⽣的⼒,称为场⼒,例如电场⼒、磁场⼒、重⼒等。
电荷的周围存在着⼀种特殊的物质叫做电场。
两个电荷之间的相互作⽤并不是电荷之间的直接作⽤,⽽是⼀个电荷的电场对另⼀个电荷所发⽣的作⽤,也就是说在电荷周围的空间⾥,总是有电场⼒在作⽤着。
因此,我们将有电场⼒作⽤存在的空间称为电场。
电场是物质的⼀种特殊形态。
电磁辐射与频率

电磁辐射与频率电磁辐射是指能量以电磁波的形式传播的现象,它包括电磁波的传播和辐射效应。
频率是电磁波的一个重要特征参数,它反映了电磁波振动的次数。
一、电磁辐射的基本概念电磁辐射是自然界中普遍存在的物理现象,不仅包括可见光、无线电波等人们熟知的辐射形式,还包括了其他电磁波的辐射。
电磁辐射的频率范围非常广泛,从极低频的几赫兹到极高频的数百兆赫兹甚至数千兆赫兹都有。
二、电磁辐射的分类根据频率的不同,电磁辐射可以分为几个主要的类别。
首先是极低频电磁辐射,其频率范围通常在1 Hz至30 kHz之间,这种辐射主要来自电力系统、电缆和电气设备。
其次是无线电频率电磁辐射,包括广播、电视、移动通信和卫星通信等无线电波。
此外,还有微波辐射、红外线辐射、可见光辐射和紫外线辐射等多种电磁波的辐射形式。
三、电磁辐射对人体的影响虽然电磁辐射已经成为现代社会不可或缺的一部分,但是人们对其潜在的危害一直存在担忧。
根据大量的科学研究,目前尚未发现电磁辐射对人体健康的直接影响。
然而,长时间接触高强度的电磁辐射,如从电视、计算机和手机等电子设备中产生的辐射,可能对眼睛、皮肤和中枢神经系统造成一定的影响。
四、频率与电磁波的特性频率是电磁波的一个重要特征参数,它决定了电磁波的类型和性质。
在电磁波中,频率越高,波长越短,能量越强。
在频率低的电磁波中,如无线电波,其传输的能量相对较弱,而频率高的电磁波,如X射线和γ射线,则具有更高的能量和穿透力。
五、电磁辐射与现代科技随着科技的不断进步,电磁辐射在现代生活中无处不在。
尤其是在通讯领域,无线电波和微波技术的应用已经成为人们日常生活的一部分。
但是,我们仍然需要谨慎对待电磁辐射,采取适当的防护措施,尽可能减少长时间接触高强度电磁辐射的机会。
六、电磁辐射的未来发展随着科技的不断进步,未来电磁辐射将继续在各个领域发挥重要作用。
例如,在医疗领域,放射线技术已经成为现代医学中不可或缺的一部分,为人类提供了更好的诊断和治疗手段。
辐射科普知识

辐射科普知识一、什么是辐射?辐射是指物质或能量的传播过程。
我们通常所说的辐射,是指电磁辐射。
电磁辐射是一种由电磁波传播而产生的能量传递过程。
常见的电磁辐射有可见光、无线电波、微波、红外线、紫外线、X射线和γ射线等。
二、电磁辐射的分类电磁辐射可以按照波长或频率进行分类。
波长较长的电磁辐射被称为非电离辐射,包括无线电波、微波和红外线等。
波长较短的电磁辐射被称为电离辐射,包括紫外线、X射线和γ射线等。
三、电磁辐射的来源电磁辐射的来源非常广泛。
无线电波来自于电视、手机、电脑等电子设备。
微波则主要来自微波炉。
红外线是一种热辐射,来自于太阳、灯泡、炉灶等。
紫外线来自于太阳,也可由紫外线灯产生。
X 射线和γ射线则主要来自于医疗设备和核能设施。
四、电磁辐射的影响电磁辐射对人体和环境都有一定的影响。
无线电波和微波一般对人体没有明显的危害,但长期暴露在高强度的无线电波和微波下可能会引发热损伤。
红外线会导致皮肤和眼睛受热,引起烫伤和眼睛疾病。
紫外线会导致皮肤晒伤和皮肤癌。
X射线和γ射线具有较高的能量,对人体组织有较强的穿透力,长期暴露会增加患癌风险。
五、如何保护自己?为了减少电磁辐射对人体的影响,我们可以采取以下措施:1. 减少使用电子设备的时间,特别是手机和电脑。
2. 尽量远离辐射源,如尽量远离高压电线塔和微波炉等。
3. 使用防辐射设备,如手机辐射贴、电脑辐射防护屏幕等。
4. 减少长时间暴露在太阳下,使用防晒霜和遮阳伞等防护措施。
5. 注意医疗辐射的剂量,遵循医生的建议进行检查和治疗。
六、电磁辐射的监测和标准为了保护公众的健康,各国都制定了电磁辐射的监测和标准。
常见的监测仪器有电磁辐射仪和剂量仪等。
国际上常用的电磁辐射标准是由国际电工委员会(IEC)和国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)联合制定和推荐的。
七、辐射科学的发展和应用辐射科学在医学诊断、治疗和工业应用等方面有着广泛的应用。
医学上常用的X射线和γ射线可以用于疾病的诊断和治疗。
电 磁 辐 射 基 础 知 识

电磁辐射环境保护管理 法规和标准
法 条例 规定 标准 导则 标准 法规
电磁辐射污染源
引 言 电磁发射是指“从源向外发出电磁能的现象”。电磁发射分为 辐射发射和传导发射。辐射发射是“通过空间传播的、有用的或 不希望有的电磁能量。”而传导发射是指“沿电源线或信号线传 输的电磁发射。”而辐射其定义为: a.能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。 b.能量以电磁波形式在空间传播。
电磁辐射污染源种类与特点
移Байду номын сангаас动 通 信 发 射 机
当前移动通信正以惊人的速度发展。据初步统计,重庆市拥有移动通信收发信机两万 余个。大量的移动通信发射机对电磁环境造成两方面的污染:一方面是移动通信手持机的 棒天线距使用者的头部或面部很近约6-18cm不等,发射功率0.25-5W不等(尤其是不入 网的对讲机),机身多为塑料壳。这样在头、面部的场强可达数十至数百V/m。由于使用 者越来越多,使用率越来越频繁,使用时间越来越长。使人体在这样场强下长时间暴露, 因此可能导致各种电磁辐射引起的危害,尤其对于眼睛、视神经系统和脑细胞等的危害更 大。移动通信发射机(包括基地台、固定台和便携台)除工作频率及所需的工作
二、绝缘子放电电磁辐射噪声。 主要是由于绝缘子污秽或绝缘子串中损坏个数过多使分配到每个绝缘 子上的电位差过高等原因形成的。这种放电的频谱可高达数百MHz。有时其 强度也较电晕为强。但是对于正常运行的良好送电线路,这种放电不是主要 成份。 三、工频电场。 高压送电线路(高电位)与大地(零电位)之间的位差,形成较强的 工频(50 Hz)电场。同样在高压变电站附近也可能存在类似工频磁场。在大 型变压器附近也存在工频磁场。这些强场对人类机体的影响,各国都在注意 研究之中。
电磁辐射污染源种类与特点
电磁辐射科普知识小常识

电磁辐射科普知识小常识电磁辐射是一种物理现象,其相关知识都科普了吗?以下是由店铺整理关于电磁辐射科普知识的内容,希望大家喜欢!电磁辐射科普知识——电磁辐射的介绍普通的电磁辐射是指电磁能量从发射源发射到空间,在电场与磁场之间,以电磁波的形式传播的能量流现象。
在我们的生活环境中,电磁辐射无处不在:家用电器:电视、电冰箱、空调、微波炉、吸尘器、电热毯等;办公设备:手机、电脑、复印机、电子仪器、医疗设备等;家庭装饰:大理石、复合地板、墙壁纸、涂料等;周边环境:高压线、变电站、电视(广播)信号发射塔、移动通信基站;其实人类一直都生活在电磁辐射环境中,因为地球本身就是一个大磁场,它表面的热辐射和雷电都可产生电磁辐射,太阳及其它星球也从外层空间源源不断地产生电磁辐射。
电磁辐射虽然普遍存在,但绝大多数情况下是安全的。
辐射与辐射污染是两个概念。
电磁辐射科普知识——常见电器、设备等电磁辐射强度普通家用电器如电视机的辐射强度为(正面紧贴显示屏)50微瓦/平方厘米,背面紧贴机壳的辐射强度为40~50微瓦/平方厘米;台式电脑显示器正面的辐射强度为40微瓦/平方厘米;背面的辐射强度更是高达1000微瓦/平方厘米。
通讯领域常见的移动通信基站,其电磁辐射强度均应小于40微瓦/平方厘米。
当距离天线正对面10米开外时,绝大多数移动通信基站测得的辐射强度小于1微瓦/平方厘米,远远低于台式计算机显示器背面的辐射强度。
电磁辐射科普知识——移动通信基站的辐射符合安全标准,不会影响公众身体健康我国法律规定,移动通信基站建设必须符合《电磁辐射防护规定》的要求。
其中规定,电场强度只要小于每米12伏,或功率密度小于40微瓦/平方厘米,就是符合安全标准的,这个标准甚至比手机、电脑的辐射水平还低,因此不会对附近住户的健康造成影响。
实际监测表明:移动通信基站电磁辐射强度极低,对人体无危害。
以中国移动集团温州分公司的移动基站为例,国家环境保护总局辐射环境监测技术中心对中国移动集团温州分公司2009年前建设的近3000个基站检测情况来看,99%的基站公众照射功率密度低于1微瓦/平方厘米,100%的基站公众照射功率密度低于8微瓦/平方厘米,大大低于我国电磁辐射保护标准(功率密度40微瓦/平方厘米)。
电磁辐射基础知识

热效应:人体内70%以上是水, 水分子受到电磁波辐射后相互摩 擦,引起机体升温,从而
影响到身体其他器官的 正常工作。
危害人 体的机
理
累积效应:热效应 和非热效应作用于人 体后,对人体的伤害尚 未来得及自我修复之前再 次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生 累积,久之会成为永久性病态或危及生命。
电磁辐射基础知识
梅花瓣布点法 • 用于典型射频设备局部环境污染测量
电磁辐射基础知识
电磁辐射的检测
电磁辐射测量内容
❖近区(3λ范围):对电压高电流小的辐射源 主要测量电场强度;对于电压低电流大的主 要测量磁场强度。
❖远区:只需要测量电场强度、磁场强度或者 辐射功率密度三者其中之一。
电磁辐射基础知识
电磁辐射的危害及防护
3
复合传播: 属于同时存
在空间传播与导 线作播所造成的 电磁辐射污染。
电磁辐射基础知识
电磁辐射的分类及应用
电磁波的分类
电磁辐射基础知识
电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ辐射的分类及应用
电磁波的分类
电磁辐射基础知识
电磁辐射的分类及应用
电磁波的应用
电磁辐射基础知识
电磁辐射的检测
电磁辐射监测仪器
按测量目的 划分
按测量区域 划分
电磁辐射基础知识
补充和总结
我们该如何看待电磁辐射
电磁辐射基础知识
非热效应:人体的器 官和组织都存在 微弱的电磁 场,它 们是 稳定和有序的 , 一旦受到外界电 磁波的干扰,处于平 衡状态的微弱电磁场 即遭到破坏,人体正 常循环机能会遭受破 坏。
电磁辐射的危害及防护
❖电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)
电磁辐射的基础知识和应用

电磁辐射的基础知识和应用电磁辐射是指电场和磁场以波的形式在空间中传播的现象。
它广泛应用于通信、医疗、能源等各个领域。
本文将介绍电磁辐射的基本概念、特性以及其在不同领域的应用。
一、电磁辐射的基本概念电磁辐射是由电荷所激发的电磁波产生的一种能量传递方式。
它包括电磁波的传播和电磁场的相互作用两个方面。
根据电磁波的频率不同,可以将电磁辐射分为射频辐射、微波辐射、红外辐射、可见光辐射、紫外辐射、X射线辐射和γ射线辐射等。
二、电磁辐射的特性1. 频率和波长:电磁辐射的频率与波长呈反比关系,频率越高,波长越短。
2. 能量和功率:电磁辐射的能量与频率成正比,与波长成反比。
辐射功率是单位时间内通过单位面积的辐射能量。
3. 速度和传播:电磁辐射的传播速度为光速,约为3×10^8米/秒。
4. 穿透和衰减:不同波长和频率的电磁辐射对物质的穿透和衰减能力不同。
5. 散射和反射:电磁辐射在与物体相遇时会发生散射和反射,从而改变传播方向。
6. 吸收和辐射:物质能够吸收电磁辐射的能量,吸收的能量会以其他形式辐射出来。
三、电磁辐射在通信领域的应用电磁辐射在通信领域起到至关重要的作用。
通过调控辐射波长和频率,实现了无线电、电视、卫星通信、移动通信等各种通信方式的发展。
其中,微波辐射被广泛用于无线通信,射频辐射用于无线电与电视信号传输,可见光辐射则应用于光纤通信等。
四、电磁辐射在医疗领域的应用医疗领域是电磁辐射广泛应用的领域之一。
X射线辐射被用于影像学检查,如X线摄影、CT扫描等。
同样,γ射线辐射也用于放射治疗和核医学诊断。
此外,微波辐射还应用于物理疗法,如微波治疗仪。
五、电磁辐射在能源领域的应用在能源领域,电磁辐射的利用主要是通过光伏效应将太阳光转化为电能。
太阳能电池板可以将太阳光辐射转化为直流电能,用于供电或储存。
六、电磁辐射的影响和防护电磁辐射对人体和环境都有一定的影响,长期暴露在高强度电磁辐射下可能导致细胞DNA损伤、免疫功能下降等。
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电磁的基本概念电磁场(electromagnetic field)是物质的一种形式。
为了说明电磁的基本概念,现对一些常用名词、术语等做一简略介绍[1]。
一、交流电1.交流电(alternating current)交流电是交替地即周期性地改变流动方向和数值的电流。
如果我们将电源的两个极,即正极与负极迅速而有规律地变换位置,那么电子就会随着这种变换的节奏而改变自己的流动方向。
开始时电子向一个方向流动,以后又改向与开始流动方向相反的方向流动,如此交替地依次重复进行,这种电流就是交流电。
在交流电中,电子在导线内不断地振动,从电子开始向一个方向运动起,然后又回到原点的平行位置时,这一运动过程,称为电流的一次完全振动,发生一次完全振动所需要的时间称为一个周期。
半个振动所需要的时间,称为二分之一周期或半周期。
2.频率(frequency)频率是电流在导体内每秒钟所振动的次数。
交流电频率的单位为赫(Hz)。
例如我国的民用电频率为50Hz,意思是说民用电这种交流电,在一秒钟内振动50次。
美国等一些国家为60Hz。
二、电场与磁场所有的物体都是由大量的和分立的微小粒子所组成,这些粒子有的带正电,有的带负电,也有的不带电。
所有的粒子都在不断地运动,并被它们以一定的速度传播的电磁场所包围着,所以带电粒子及其电磁场,不是别的,而是物质的一种特殊形态。
1.电场(electric field)我们知道,物体相互作用的力一般分为两大类,一类是物体的.直接接触发生的力,叫接触力,例如碰撞力、摩擦力等均属于这一类。
另一类是不需要接触就可以发生的力,称为场力,例如电场力、磁场力、重力等。
电荷的周围存在着一种特殊的物质叫做电场。
两个电荷之间的相互作用并不是电荷之间的直接作用,而是一个电荷的电场对另一个电荷所发生的作用,也就是说在电荷周围的空间里,总是有电场力在作用着。
因此,我们将有电场力作用存在的空间称为电场。
电场是物质的一种特殊形态。
电荷和电场是同时存在的两个方面,只要有电荷,那么它的周围就必然有电场,它们永远是不可分割的整体。
当电荷静止不动时,电场也静止不变,这种现象叫做静电场(static field)。
当电荷运动时,电场也在变化运动,这种电场称做动电场(dynamlcfield),起电的过程,也是电场建立的过程。
起电后,当我们分离正负电荷时,须用外力做功。
那么,电场是怎样显示出来的呢?举个简单的例子,如用一块绒或绸子去摩擦梳子,梳子就会带电,也就是说梳子上面产生了电荷,这种带电的梳子在一定的距离内,就可以吸起小纸屑。
这个现象告诉我们,在带电的梳子附近形成了电场,也就是说有电场在起作用。
如果将其所带电荷做交变运动,那么它的电场也是交变的。
2.磁场(magnetic field)磁场是电流在它所通过的导体周围所产生的具有磁力作用的场。
如果导体中流通的电流是直流电,那么磁场也是恒定不变的;如导体中流通的电流是交流电,那么磁场也是变化的。
电流的频率越高,其磁场变化的频率也就越高。
3.电磁场(electromagnetic field)任何交流电路其周围一定范围空间存在交变电磁场,该电磁场的频率与交流电的频率相同。
电场(代表符号为E )和磁场(代表符号为H )是这样存在的:有了移动的变化磁场,同时就有电场,而变化的电场也在同时产生磁场,两者互相作用,它们互相垂直,并与自己的运动方向垂直。
这种电场与磁场的总和,就是我们所说的电磁场。
一般存在于某一空间的静止电场和静止磁场,不能叫做电磁场。
在这种情况下,电场与磁场各自独立地发生作用,两者之间没有关系。
我们通常所称的电磁场,始终是交变的电场与交变的磁场的组合。
彼此之间相互作用,相互维持。
这种相互联系,说明了电磁场能在空间里运动的原理。
电场的变化,会在导体及电场周围的空间形成磁场,由于电场在不停地变化着,因而形成的磁场也必然不停地变化着。
这样,变化的磁场又在它自己的周围空间里形成新的电场,电磁场就这样反复下去。
由此可见,电磁场是一个振荡过程,电磁波本身是具有能量的,因而会辐射到空间中去。
正如麦克斯韦的电磁理论所阐述的要点:①除静止的电荷所产生的无旋的电场外,变化的磁场也要产生涡旋的电场;②变化的电场和传导电流一样产生涡旋的磁场。
即变化的电场和磁场不是彼此孤立的,而是它们互相联系的,互相激发而组成一个统一的电磁场。
4.电场强度E(electric field intensity)电场强度是用来表示电场中各个点电场的强弱和方向的物理量。
电场的强弱可由单位电荷在电场中所受力的大小来表示。
同一电荷在电场中受力大的地方电场就强,反之受力弱的地方电场就弱。
实验证明,距离带电体近的地方则电场强,反之远的地方则电场弱。
所以,电场强度即为试验电荷所受的力和试验电荷所带电量之比值。
电场强度的表示单位为V/m。
在输电线路和高压电器设备附近的工频电场强度通常用kV/m表示,而家用电器设备附近电场强度相对较低,通常用V/m表示。
电场强度的物理单位常采用伏/米(V/m)、毫伏/米(mV/m)、微伏/米(μV/m)等表示。
场强的表示亦可用分贝(dB),分贝多用在干扰大小的表示数量上。
但在微波方面,表示电磁场的强弱常用功率密度(power density)毫瓦/厘米2(mW/cm2)、微瓦/厘米2 (μW/cm2),亦可用伏/米(V/m)表示。
电场强度是一个矢量,它的方向为试验电荷(带有微量电荷的物体),在该点所受力的方向,基本公式为E(m)=F(m)/Q (1)式中:E——m点的电场强度;F——电荷Q在m点所受的力。
电场中某点的电场强度在量值与方向上等于一个单位正电荷在该点所受的力。
5.磁场强度H(magnetic field intensity)磁场的强弱用磁场强度H来表示,它是个矢量。
磁场强度H 的大小,即磁场中某点的磁场强度H在数值上等于在该点上单位磁极所受的力。
如果单位磁极所受的力正好是1达因(dyn;1dyn=10-5N),那么这点的场强度H就是1奥斯特(Oe)。
常用表示单位为安/米(A/m)。
6.复合场强(repeat field intensity)是指两个或两个以上频率的电磁波复合在一起的场强,其值为各单个频率场强平方和的根值。
可用一公式表示:E=E21+ E22+…+E2n式中:E——复合场强,v/m;E1,E2,…,E n——各单个频率所测得的场强,V/m 。
7.场强计算适用于开放辐射源所产生的环境电磁辐射,长、中、短波(100kHz~30MHz),超短波(30MHz~300MHz),微波(300MHz~300GHz),可按公式计算,可供新建广播电台、电视台、雷达站、地面卫星站等地点的选择和建立防护带作为依据[2]。
1)长、中波(垂直极化)场强计算公式:E =300P·G rXF (mV/m ) (A 1)F =1.14×2+0.3X 2+X +0.6X 2(A 2)X =π·r λ× (ε-1)2+(60λσ)2ε2+(60λσ)2 (A3)式中:P ——发射机功率,kW;r ——被测点与发射天线的距离,km;G ——相对于接地基本振子的天线增益,dB ;F ——地面的衰减系数;X ——数量距离;λ——波长,m ;ε——介电常数;ζ——导电系数,1/Ω·m 。
2)短波(水平极化波)场强计算公式:短波(水平极化波)场强计算公式同式(A1、A2),但其中X 按式(A4)计算:X =π·r λ× 1(ε-1)2+(60λσ)2(A4)3)电视、调频超短波场强计算公式:E =2×200P ×G r×F (θ)(mV/m ) (A5)式中:P ——发射机功率,kW ;G ——相对于半波偶极子的天线增益,dB;r ——被测点与发射天线的距离,km;F (θ)——天线垂直面方向性函数(视天线型式和层数而异)。
4)雷达等微波功率密度S计算公式:S=P·g4π·r2×100 (μW/cm2)(A6)式中:P——发射机平均功率,W;G——天线增益,dB;r——天线与被测点距离,m。
5)计量单位的换算:电场强度与功率密度在远区场中的换算公式:S=E2377(A7)式中:S——功率密度,W/m2;E——电场强度,V/m。
8.功率密度(power density)单位时间、单位面积内所接受超高频辐射的能量称为功率密度,用P表示,单位为mW/cm2μW/cm2。
在远区场,功率密度与电场强度E或磁场强度H之间关系式为P=E23770(mW/cm2)P=37.7×H2(mW/cm2)以上8种是最常用的,尤其是电场强度、磁场强度和功率密度应用频率更高。
三、近区场和远区场[3]1.近区场(near-field region)通常指靠近天线或其他电磁辐射体的区域。
在近区场内,电场和磁场不具有平面波的特性,点与点之间的差异很大。
近区场又分为感应场(reactive near-field region)和辐射场(radiating near-field region)。
感应场是最接近电磁辐射体的区域,包含有绝大部的辐射能量。
在感应场内,电磁能量将随着离开场源距离的加大而较迅速地衰减。
近区场具有的特性:①在近区场内,电场强度E和磁场强度H的大小没有确定的比例关系。
一般来讲,电压高电流小的场源(如天线、馈线等),电场强度比磁场强度大得多;电压低电流大的场源(如电流线圈),磁场强度又远远大于电场强度。
②近区场电磁场强度要比远区场电磁场强度随距离衰减速度快。
③近区场电磁场感应现象与场源密切相关,近区场不能脱离场源而单独存在。
2.远区场(far-field region)相对于近区场而言,半径为一个波长之外的区域称远区场。
它以辐射状态出现,所以又叫辐射场。
远区场可以说已经脱离了场源而按自己的规律运动变化;远区场电磁辐射强度随距离衰减比近区场缓慢,其特性主要有:①远区场以辐射形式存在,电场强度与磁场强度之间有一固定关系,即E= μ0ε0H=120πH≈377H式中:μ0——真空中的导磁率;ε0——真空中的介电常数。
② E 与H 互相垂直,而又都和传播方向垂直。
③ 磁波在真空中的传播速度为c = 1ε0μ0 ≈3×108(m/s ) ④ 无线电波的波长与频率的关系为λ= c f = 3×108f(m) 式中:c ——电磁波传播的速度,3×108m/s ;λ——波长,m ;f ——频率,Hz 。
四、电磁波的传播麦克斯韦预言了电磁波的存在并计算出了电磁波在真空中的传播速度就是光速,并指出光就是电磁波,在空间传播的平面电磁波可用图1-1来表示[1,8]。