2024年3月11日发(作者：田金鹏)
电磁辐射测量的基础知识
1. 电磁辐射传播区域的分类
电磁辐射传播区域可分为近场区和远场区两大范围，因此电磁辐射测量首先
要考虑测量点和辐射源/天线之间的距离，即确定所进行的测量是近场测量还是
远场测量。近场区通常指靠近天线或其他辐射源的区域，在此区域内，电场和磁
场不具备完全的平面波特性，点和点之间的差异非常大。近场区又进一步分为感
应近场区(Reactive Near-field Region)和辐射近场区(Radiating Near-field Region)。
1）最接近辐射源/天线的是感应近场区，相对于辐射近场区，这里感应场占支配
地位，它包含大部分或者几乎所有的储存能量。无线电发射机供给发射天线以电
荷和电荷的变化，对于任一瞬间, 这种电荷可以看作是由静止电荷和变化电荷所
组成。其变化电荷即电流又可以看作是由恒定电流和变化电流所组成。静电荷产
生静电场, 恒定电流产生恒定磁场, 变化电流产生交变电磁场。因而近场区分布
不但具有交变电磁场成份, 而且更具有静电场和恒定磁场的特征。一般情况下，
对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多；对于电
压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具)，磁场要比电场大得多。在靠近
辐射源/天线的地方，感应场强度与R
2
至R
3
成反比，因此随着距离R的减小，
感应场强度急剧增加。感应近场区的电磁场强度比其它区域大得多，电磁辐射防
护的重点应该在这里。
2）当测量距离增大到R
1
＝λ/2π时(λ为电磁波波长，λ=c/f，c为光速，f为频率)，
感应场强度与辐射场强度相当，即为感应近场区和辐射近场区的分界线。进入辐
射近场区后，相对于感应近场区，这里辐射场占支配地位。电磁能量基本上均以
电磁波形式辐射传播，辐射强度的衰减比感应场要慢得多。但这里的电磁场仍不
具备平面波特性，即辐射场强度角分布与距天线的距离有关。
3）当测量距离增大到R
2
＝2D
2
/λ时(D为天线的最大物理性尺寸)，就进入了远场
区，电磁波辐射具备平面波特性，即辐射场强度角分布基本上与距天线的距离无
关。此时可利用自由空间传播模型来测量计算电磁辐射强度的衰减（参见后面章
节）。例：天线最大尺寸为1m，载波频率为900MHz(λ=c/f=0.33m)，远场区距离
是多少？答：R = 2(1)
2
/0.33 = 6m
一般认为，当测量点与辐射源的距离大于3λ时，就可忽略感应场的成份，
认为处于远场区，电磁场强度相对较小。
2. 常用单位
1) dBm
dBm是表达功率的绝对值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。
[例1] 若发射功率P为1mW，折算成dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：
10lg（40W/1mW) = 10lg（40000）= 10lg4+10lg10+10lg1000 = 46dBm
dBm
-100
-95
-90
-85
-80
-75
-70
-65
-60
功率
dBm
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
功率
0.0000032mW
0.00001mW
0.000032mW
0.0001mW
0.00032mW
0.001mW
0.0032mW
0.01mW
0.03mW
dBm
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
功率
0.1mW
0.3mW
1.0mW
3.2 mW
10 mW
32 mW
100 mW
320 mW
1.0 W
2) dBi 和dBd
dBi和dBd是功率增益的单位，两者都是相对值，但参考基准不一样。dBi的参
考基准为全向天线；dBd的参考基准为偶极子天线。一般认为dBi和dBd表示同
一个增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15，因为偶极子天线具有1.64
的增益，比全向天线高10lg1.64=2.15dB。
[例3] 对于一增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为
18.15dBi，一般忽略小数位，为18dBi。
[例4] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为
15dBd（17dBi）。
3) dB
dB也是功率增益的单位，表示一个相对值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或
小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）。
[例5] 甲功率是乙功率的两倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也
就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。
[例6] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
[例7] 若甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。
2024年3月11日发(作者：田金鹏)
电磁辐射测量的基础知识
1. 电磁辐射传播区域的分类
电磁辐射传播区域可分为近场区和远场区两大范围，因此电磁辐射测量首先
要考虑测量点和辐射源/天线之间的距离，即确定所进行的测量是近场测量还是
远场测量。近场区通常指靠近天线或其他辐射源的区域，在此区域内，电场和磁
场不具备完全的平面波特性，点和点之间的差异非常大。近场区又进一步分为感
应近场区(Reactive Near-field Region)和辐射近场区(Radiating Near-field Region)。
1）最接近辐射源/天线的是感应近场区，相对于辐射近场区，这里感应场占支配
地位，它包含大部分或者几乎所有的储存能量。无线电发射机供给发射天线以电
荷和电荷的变化，对于任一瞬间, 这种电荷可以看作是由静止电荷和变化电荷所
组成。其变化电荷即电流又可以看作是由恒定电流和变化电流所组成。静电荷产
生静电场, 恒定电流产生恒定磁场, 变化电流产生交变电磁场。因而近场区分布
不但具有交变电磁场成份, 而且更具有静电场和恒定磁场的特征。一般情况下，
对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多；对于电
压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具)，磁场要比电场大得多。在靠近
辐射源/天线的地方，感应场强度与R
2
至R
3
成反比，因此随着距离R的减小，
感应场强度急剧增加。感应近场区的电磁场强度比其它区域大得多，电磁辐射防
护的重点应该在这里。
2）当测量距离增大到R
1
＝λ/2π时(λ为电磁波波长，λ=c/f，c为光速，f为频率)，
感应场强度与辐射场强度相当，即为感应近场区和辐射近场区的分界线。进入辐
射近场区后，相对于感应近场区，这里辐射场占支配地位。电磁能量基本上均以
电磁波形式辐射传播，辐射强度的衰减比感应场要慢得多。但这里的电磁场仍不
具备平面波特性，即辐射场强度角分布与距天线的距离有关。
3）当测量距离增大到R
2
＝2D
2
/λ时(D为天线的最大物理性尺寸)，就进入了远场
区，电磁波辐射具备平面波特性，即辐射场强度角分布基本上与距天线的距离无
关。此时可利用自由空间传播模型来测量计算电磁辐射强度的衰减（参见后面章
节）。例：天线最大尺寸为1m，载波频率为900MHz(λ=c/f=0.33m)，远场区距离
是多少？答：R = 2(1)
2
/0.33 = 6m
一般认为，当测量点与辐射源的距离大于3λ时，就可忽略感应场的成份，
认为处于远场区，电磁场强度相对较小。
2. 常用单位
1) dBm
dBm是表达功率的绝对值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。
[例1] 若发射功率P为1mW，折算成dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：
10lg（40W/1mW) = 10lg（40000）= 10lg4+10lg10+10lg1000 = 46dBm
dBm
-100
-95
-90
-85
-80
-75
-70
-65
-60
功率
dBm
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
功率
0.0000032mW
0.00001mW
0.000032mW
0.0001mW
0.00032mW
0.001mW
0.0032mW
0.01mW
0.03mW
dBm
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
功率
0.1mW
0.3mW
1.0mW
3.2 mW
10 mW
32 mW
100 mW
320 mW
1.0 W
2) dBi 和dBd
dBi和dBd是功率增益的单位，两者都是相对值，但参考基准不一样。dBi的参
考基准为全向天线；dBd的参考基准为偶极子天线。一般认为dBi和dBd表示同
一个增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15，因为偶极子天线具有1.64
的增益，比全向天线高10lg1.64=2.15dB。
[例3] 对于一增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为
18.15dBi，一般忽略小数位，为18dBi。
[例4] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为
15dBd（17dBi）。
3) dB
dB也是功率增益的单位，表示一个相对值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或
小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）。
[例5] 甲功率是乙功率的两倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也
就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。
[例6] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
[例7] 若甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。