Ближняя зона

Под ближней зоной понимается область вокруг излучателя, для которой|kr| << 1, гдеk = 2/— волновое число. Следовательно,r << /(2). Учитывая, что|kr| << 1, принимаем|kr| = 0. В этом случае выражения (11.1) и (11.2) можно привести к виду:

E = –i cos , E = –i sin (11.5)

Дальняя зона

Под дальней зоной понимается область пространства вокруг излучателя, для которой |kr| >> 1илиr >> /(2). Пренебрегая слагаемыми с более высокими степенямиrв знаменателе, получаем

E =i sin(11.6)

Промежуточная зона

Под промежуточной зоной понимается область пространства вокруг излучателя, в котором расстояние rот излучателя до измерительной антенны соизмеримо с длиной волны. Это означает, что ни одним из слагаемых в (11.3) пренебрегать нельзя. В данной зоне формула для расчета электрической составляющей поля имеет вид:

E = A,

где A = I l/2— энергетический коэффициент.

На рис. 11.5 и 11.6 представлены графики зависимостей составляющих напряженности электрического поля от расстояния до точки наблюдения на частотах 50 и 200 МГц. Видно, что вблизи источника преобладает квазистационарная составляющая E, которая обратно пропорциональна кубу расстояния до точки наблюдения (11.5), а в дальней зоне — составляющая поля излученияE, которая обратно пропорциональна расстоянию до точки наблюдения (11.6). В точке пересечения на удалении от источника, равном/(2), все три составляющие равны. С уменьшением длины волны данная точка смещается в сторону источника, что означает уменьшение размера ближней зоны.

Рис. 11.5. Напряженность электрического поля на частоте 50 Мгц	Рис. 11.6.Напряженность электрического поля на частоте 200 Мгц

Взаимное сравнение вклада каждой из составляющих в амплитуду напряженности электрического поля позволяет определить границы зон с достаточной для практики точностью.

Расстоянием до границы ближней зоны rназовем расстояние от источника ПЭМИ, на котором максимальная составляющаяE враз превосходит вклад составляющейE. В пределах данного расстояния можно пренебречь составляющимиEиEи считать, что результирующая амплитуда электрической составляющей поля равна составляющейE.

Из уравнения E =Eможно получить искомое выражение до границыближней зоны r = /(2). Аналогично, для границы дальней зоны получаемr = /2.

Величина принятого предельного вклада составляющих поля  зависит от требуемой для практических расчетов точности и может составлять от 3 до 10.

На рис. 11.5 и 11.6 указаны границы ближней и дальней зон при  = 10. На границе ближней (дальней) зоны можно ограничится значением = 3, при котором в выражение (11.4) с учетом возведения члена в квадрат величинамиEиE(EиE) можно пренебречь по сравнению сE(E). Так, для = 3граница ближней зоны составляетr = /(6), а граница дальней зоны —r = 3/2.

Ширина промежуточной зоны зависит от длины волны ПЭМИ и выбранной точности расчетов и равна

D = 

Рис. 11.7.Зависимость расстояний до границ зон от частоты ПЭМИ при = 3

При  3 ширину промежуточной зоны можно определить выражениемD  /(2). Таким образом, на фиксированной частоте ширина промежуточной зоны зависит только от выбранной точности расчетов. В предельном случае при больших значенияхширина полосы неограниченно возрастает, что приводит к необходимости учитывать все члены в выражении (11.4) независимо от удаления до источника ПЭМИ.

На рис. 11.7 представлены зависимости расстояний до границ ближней и дальней зон от частоты ПЭМИ при  = 3. Для стандартных (ГОСТ 16842-82) расстояний до измерителя, равных 1, 3 и 10 м на измеряемой частоте можно определить, в какой зоне располагается измеритель.