引言：

市面上有很多各種測(cè)試頻率和形狀的EMC近場(chǎng)探頭，很多客戶聯(lián)系EUTTEST在咨詢近場(chǎng)探頭時(shí)不知道如何選擇適合自己需求的近場(chǎng)探頭，我們都知道近場(chǎng)探頭的作用是為了探測(cè)和解決EMC輻射發(fā)射干擾超標(biāo)的問(wèn)題，本文就從近場(chǎng)測(cè)量和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的原理和區(qū)別出發(fā)，說(shuō)明使用近場(chǎng)探頭測(cè)量的必要性，并分別介紹了磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭和電場(chǎng)近場(chǎng)探頭的測(cè)量原理，還提供了一些推薦的近場(chǎng)探頭選型，希望對(duì)如何選擇近場(chǎng)探頭有疑問(wèn)的客戶有所幫助。如何您閱讀完本文還是不清楚如何選型，聯(lián)系我們，獲得更多信息。

在介紹近場(chǎng)探頭之前，我們需要先了解近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試的區(qū)別，然后我們才能明白近場(chǎng)測(cè)量為什么可以替代遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量。

近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的區(qū)別：

測(cè)量距離對(duì)輻射場(chǎng)的影響：

不同輻射源的場(chǎng)形狀雖然不一樣，但是它們都證明了一個(gè)原則，只要是輻射干擾都是隨距離增大歲數(shù)減小的。所以近場(chǎng)測(cè)量和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量會(huì)分別得到不同的測(cè)試結(jié)果。全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)事務(wù)中心的電氣工程名詞審定委員會(huì)發(fā)布了幾種不同的非電離輻射源：

• 當(dāng)輻射源為一個(gè)點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)輻射源的輻射場(chǎng)是球型散發(fā)的，也就是一個(gè)全向天線，這時(shí)無(wú)論我們從點(diǎn)輻射源的任意距離位置處都能測(cè)量到輻射值，區(qū)別僅僅是近距離的干擾電平大，而遠(yuǎn)距離則是干擾電平逐漸減小。
• 當(dāng)輻射源為一條線時(shí)，線輻射源的輻射場(chǎng)是圓柱型的，和點(diǎn)輻射源的區(qū)別是沒(méi)有平行于線纜的矢量場(chǎng)，而對(duì)于垂直于線纜的方向，干擾電平依然是隨測(cè)量距離的增大而對(duì)數(shù)減小的。
• 當(dāng)輻射源為一個(gè)面時(shí)，面輻射源的輻射場(chǎng)永遠(yuǎn)從輻射源平面垂直指向外部空間，干擾電平依然是隨測(cè)量距離的增大而對(duì)數(shù)減小的。

擴(kuò)展閱讀：兩種減弱EMI輻射干擾的有效方法

近場(chǎng)測(cè)量：

近場(chǎng)測(cè)量就是在比較靠近輻射源的位置測(cè)量干擾電平的大小，我們一般可以選用近場(chǎng)探頭、電流探頭等輔助工具搭配頻譜分析儀或示波器來(lái)完成輻射干擾的測(cè)量。當(dāng)輻射源的發(fā)射電平很大時(shí)，近場(chǎng)能測(cè)量到更大的數(shù)值，所以我們要在近場(chǎng)探頭后端增加一個(gè)脈沖限幅器保護(hù)我們的接收機(jī)；而當(dāng)發(fā)射電平很小時(shí)，近場(chǎng)測(cè)量就能測(cè)量到遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量無(wú)法獲得的數(shù)據(jù)，因?yàn)榇藭r(shí)輻射電平在遠(yuǎn)場(chǎng)是很小的。

近場(chǎng)測(cè)量的缺點(diǎn)是無(wú)法保證每次測(cè)量的位置是固定的，或者說(shuō)換一個(gè)EMC測(cè)試人員來(lái)測(cè)量時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生不同的測(cè)量距離，所以近場(chǎng)測(cè)量一般來(lái)說(shuō)都不會(huì)是一種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法。

遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量：

近場(chǎng)測(cè)量就是在遠(yuǎn)離輻射源的位置測(cè)量干擾電平的大小，一般選用各種形狀的天線搭配頻譜分析儀或EMI接收機(jī)來(lái)完成輻射干擾的測(cè)量。在EMC行業(yè)的產(chǎn)品認(rèn)證測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，我們都會(huì)采用1米法、三米、10米法等固定距離的測(cè)試方法，比如汽車(chē)電子零部件和軍用電子設(shè)備都是采用1米法測(cè)量，當(dāng)大家都固定在一個(gè)位置測(cè)試時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)才有可比性，才能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的可重復(fù)性測(cè)試要求。

遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的典型測(cè)試配置圖

這也說(shuō)明遠(yuǎn)場(chǎng)采用固定距離測(cè)量的方法彌補(bǔ)了近場(chǎng)測(cè)量的不可重復(fù)性的問(wèn)題。并且實(shí)踐證明，就算天線的距離不是穩(wěn)定的1米法，例如因?yàn)榘惭b的原因，不能保證天線測(cè)量距離絕對(duì)是1米，可能偏差幾毫米甚至厘米，這時(shí)它們的測(cè)量結(jié)果是有可預(yù)見(jiàn)性的改變的，所以EMC測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)也考慮到了這一點(diǎn)，所以給了一些測(cè)量不確定度的指導(dǎo)意見(jiàn)。

近場(chǎng)測(cè)量的必要性：

從產(chǎn)品認(rèn)證角度來(lái)看，近場(chǎng)測(cè)量是不需要存在的。那為什么還要發(fā)明近場(chǎng)探頭這個(gè)設(shè)備？這里我們就簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)您用遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量后得到一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)，我們都能在遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量報(bào)告里看到部分頻率點(diǎn)有超過(guò)或靠近限值線的情況，然而僅僅如此，沒(méi)有別的了，您無(wú)法判斷這些頻率點(diǎn)的干擾電平是從產(chǎn)品哪里出來(lái)的？對(duì)于EMC整改工程師來(lái)說(shuō)，這等于無(wú)從下手，還可能會(huì)質(zhì)疑是不是測(cè)量?jī)x器有問(wèn)題，我的產(chǎn)品就使用電池供電，怎么會(huì)有這么多干擾？

遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)

要解決以上問(wèn)題，我們就引入了近場(chǎng)探頭測(cè)量的方法，也就是近場(chǎng)測(cè)量。我們上面介紹近場(chǎng)測(cè)量時(shí)提到了它的缺點(diǎn)是距離不固定，導(dǎo)致近場(chǎng)測(cè)試不能作為標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證測(cè)試方法，但這從另外的一個(gè)方面來(lái)說(shuō)反而是它的優(yōu)點(diǎn)所在，例如，電子產(chǎn)品PCB上元件很多，近場(chǎng)探頭可以距離這些電子元件遠(yuǎn)一些，也可以近一些，這樣我們就能讓近場(chǎng)探頭在PCB板表面任意游走，測(cè)量不同位置的干擾電平。您可能會(huì)說(shuō)那測(cè)量距離怎么辦？我們前面也介紹了輻射干擾電平是隨距離的增大對(duì)數(shù)減小的，所以近距離我們反而能測(cè)量到更大的數(shù)值，也就是說(shuō)只要遠(yuǎn)場(chǎng)有的，近場(chǎng)也能測(cè)量到，而且數(shù)值更大更容易測(cè)到。

當(dāng)您根據(jù)EUTTEST的指導(dǎo)使用不同分辨率的近場(chǎng)探頭找到了輻射干擾的具體位置，再加上我們提供的一些EMC整改方法和您的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于EMC輻射發(fā)射超標(biāo)的問(wèn)題不就解決了嗎？這就是近場(chǎng)測(cè)量為什么可以替代遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量的原因。

近場(chǎng)探頭的類型：

在搞清楚以上知識(shí)點(diǎn)后，我們就可以學(xué)習(xí)如何選擇近場(chǎng)探頭了，根據(jù)電磁場(chǎng)的原理，輻射源只有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，所以近場(chǎng)探頭分為了電場(chǎng)近場(chǎng)探頭和磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭兩種，要注意的是，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是互相衍生存在的，并且電場(chǎng)和磁場(chǎng)的傳播方向垂直正交。

近場(chǎng)探頭測(cè)量的是磁場(chǎng)還是電場(chǎng)？

電場(chǎng)近場(chǎng)探頭

電場(chǎng)近場(chǎng)探頭只能測(cè)量電場(chǎng)，因?yàn)樗遣捎脝吸c(diǎn)或平面結(jié)構(gòu)，所以它只能接收垂直于被測(cè)物表面的電場(chǎng)，當(dāng)被測(cè)物上有干擾電流流過(guò)時(shí)，將會(huì)在垂直方向上產(chǎn)生電場(chǎng)線，根據(jù)物理學(xué)原理，干擾電流將在導(dǎo)線周?chē)奂姾?，讓電?chǎng)線永遠(yuǎn)從高電平指向低電平。

電場(chǎng)近場(chǎng)探頭測(cè)量原理

磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭：

磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭只能測(cè)量磁場(chǎng)，因?yàn)樗捎铆h(huán)形結(jié)構(gòu)，所以它只能接收穿過(guò)磁場(chǎng)環(huán)的磁場(chǎng)線，典型的磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭測(cè)量原理如下所示，輻射源自身有干擾電流，根據(jù)右手定則，通電導(dǎo)線周?chē)鷷?huì)有磁場(chǎng)線的存在，我們只需要將磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭靠近輻射源即可接收到下圖中線纜產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾的大小。

磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭的測(cè)量原理

在使用頻譜分析儀獲取近場(chǎng)探頭的數(shù)據(jù)后，我們就可以使用以下公式來(lái)計(jì)算輻射源上的干擾電平有多大。

近場(chǎng)測(cè)量的干擾電平計(jì)算公式

如何選擇近場(chǎng)探頭：

我們?cè)贓UTTEST網(wǎng)站里用產(chǎn)品分類列出了我們?cè)阡N售的近場(chǎng)探頭產(chǎn)品，詳情點(diǎn)擊以下鏈接查看：

近場(chǎng)探頭產(chǎn)品選型

您可以從產(chǎn)品列表中根據(jù)測(cè)試頻率選擇電場(chǎng)近場(chǎng)探頭或磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭，例如HR-E 40-1 、LF-R 400 等產(chǎn)品；另外還有一些組合型的產(chǎn)品，例如RF1 set 、RF2 set、XF1 set等產(chǎn)品。

使用近場(chǎng)探頭和示波器/頻譜分析儀測(cè)量輻射干擾的方法

總結(jié)：

了解了以上如何選擇近場(chǎng)探頭的知識(shí)點(diǎn)，選擇近場(chǎng)探頭測(cè)量輻射干擾是一種經(jīng)濟(jì)和快速的檢測(cè)方法，現(xiàn)在已經(jīng)被廣大硬件研發(fā)設(shè)計(jì)工程師和EMC工程師認(rèn)可和使用，使用近場(chǎng)測(cè)量方法替代遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量，讓您能在自己的辦公桌上就可以解決EMC問(wèn)題。