引言：
市面上有很多各種測試頻率和形狀的EMC近場探頭，很多客戶聯系EUTTEST在咨詢近場探頭時不知道如何選擇適合自己需求的近場探頭，我們都知道近場探頭的作用是為了探測和解決EMC輻射發射干擾超標的問題，本文就從近場測量和遠場測量的原理和區別出發，說明使用近場探頭測量的必要性，并分別介紹了磁場近場探頭和電場近場探頭的測量原理，還提供了一些推薦的近場探頭選型，希望對如何選擇近場探頭有疑問的客戶有所幫助。如何您閱讀完本文還是不清楚如何選型，聯系我們，獲得更多信息。
在介紹近場探頭之前，我們需要先了解近場和遠場測試的區別，然后我們才能明白近場測量為什么可以替代遠場測量。
近場和遠場測量的區別：
測量距離對輻射場的影響：
不同輻射源的場形狀雖然不一樣，但是它們都證明了一個原則，只要是輻射干擾都是隨距離增大歲數減小的。所以近場測量和遠場測量會分別得到不同的測試結果。全國科學技術名詞審定委員會事務中心的電氣工程名詞審定委員會發布了幾種不同的非電離輻射源：
- 當輻射源為一個點時，點輻射源的輻射場是球型散發的，也就是一個全向天線，這時無論我們從點輻射源的任意距離位置處都能測量到輻射值，區別僅僅是近距離的干擾電平大，而遠距離則是干擾電平逐漸減小。
- 當輻射源為一條線時，線輻射源的輻射場是圓柱型的，和點輻射源的區別是沒有平行于線纜的矢量場，而對于垂直于線纜的方向，干擾電平依然是隨測量距離的增大而對數減小的。
- 當輻射源為一個面時，面輻射源的輻射場永遠從輻射源平面垂直指向外部空間，干擾電平依然是隨測量距離的增大而對數減小的。
擴展閱讀：兩種減弱EMI輻射干擾的有效方法
近場測量：
近場測量就是在比較靠近輻射源的位置測量干擾電平的大小，我們一般可以選用近場探頭、電流探頭等輔助工具搭配頻譜分析儀或示波器來完成輻射干擾的測量。當輻射源的發射電平很大時，近場能測量到更大的數值，所以我們要在近場探頭后端增加一個脈沖限幅器保護我們的接收機；而當發射電平很小時，近場測量就能測量到遠場測量無法獲得的數據，因為此時輻射電平在遠場是很小的。
近場測量的典型測試配置圖
近場測量的缺點是無法保證每次測量的位置是固定的，或者說換一個EMC測試人員來測量時，又會產生不同的測量距離，所以近場測量一般來說都不會是一種標準的測量方法。
遠場測量：
近場測量就是在遠離輻射源的位置測量干擾電平的大小，一般選用各種形狀的天線搭配頻譜分析儀或EMI接收機來完成輻射干擾的測量。在EMC行業的產品認證測試標準中，我們都會采用1米法、三米、10米法等固定距離的測試方法，比如汽車電子零部件和軍用電子設備都是采用1米法測量，當大家都固定在一個位置測試時，測量數據才有可比性，才能滿足標準要求的可重復性測試要求。
遠場測量的典型測試配置圖
這也說明遠場采用固定距離測量的方法彌補了近場測量的不可重復性的問題。并且實踐證明，就算天線的距離不是穩定的1米法，例如因為安裝的原因，不能保證天線測量距離絕對是1米，可能偏差幾毫米甚至厘米，這時它們的測量結果是有可預見性的改變的，所以EMC測量標準也考慮到了這一點，所以給了一些測量不確定度的指導意見。
近場測量的必要性：
從產品認證角度來看，近場測量是不需要存在的。那為什么還要發明近場探頭這個設備？這里我們就簡單來說，當您用遠場測量后得到一個測試數據，我們都能在遠場測量報告里看到部分頻率點有超過或靠近限值線的情況，然而僅僅如此，沒有別的了，您無法判斷這些頻率點的干擾電平是從產品哪里出來的？對于EMC整改工程師來說，這等于無從下手，還可能會質疑是不是測量儀器有問題，我的產品就使用電池供電，怎么會有這么多干擾？
遠場測量數據
要解決以上問題，我們就引入了近場探頭測量的方法，也就是近場測量。我們上面介紹近場測量時提到了它的缺點是距離不固定，導致近場測試不能作為標準的認證測試方法，但這從另外的一個方面來說反而是它的優點所在，例如，電子產品PCB上元件很多，近場探頭可以距離這些電子元件遠一些，也可以近一些，這樣我們就能讓近場探頭在PCB板表面任意游走，測量不同位置的干擾電平。您可能會說那測量距離怎么辦？我們前面也介紹了輻射干擾電平是隨距離的增大對數減小的，所以近距離我們反而能測量到更大的數值，也就是說只要遠場有的，近場也能測量到，而且數值更大更容易測到。
當您根據EUTTEST的指導使用不同分辨率的近場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驗，對于EMC輻射發射超標的問題不就解決了嗎？這就是近場測量為什么可以替代遠場測量的原因。
近場探頭的類型：
在搞清楚以上知識點后，我們就可以學習如何選擇近場探頭了，根據電磁場的原理，輻射源只有電場和磁場，所以近場探頭分為了電場近場探頭和磁場近場探頭兩種，要注意的是，電場和磁場是互相衍生存在的，并且電場和磁場的傳播方向垂直正交。
電場近場探頭
電場近場探頭只能測量電場，因為它是采用單點或平面結構，所以它只能接收垂直于被測物表面的電場，當被測物上有干擾電流流過時，將會在垂直方向上產生電場線，根據物理學原理，干擾電流將在導線周圍聚集電荷，讓電場線永遠從高電平指向低電平。
電場近場探頭測量原理
磁場近場探頭：
磁場近場探頭只能測量磁場，因為它采用環形結構，所以它只能接收穿過磁場環的磁場線，典型的磁場近場探頭測量原理如下所示，輻射源自身有干擾電流，根據右手定則，通電導線周圍會有磁場線的存在，我們只需要將磁場近場探頭靠近輻射源即可接收到下圖中線纜產生的磁場干擾的大小。
磁場近場探頭的測量原理
在使用頻譜分析儀獲取近場探頭的數據后，我們就可以使用以下公式來計算輻射源上的干擾電平有多大。
近場測量的干擾電平計算公式
如何選擇近場探頭：
我們在EUTTEST網站里用產品分類列出了我們在銷售的近場探頭產品，詳情點擊以下鏈接查看：
您可以從產品列表中根據測試頻率選擇電場近場探頭或磁場近場探頭，例如HR-E 40-1 、LF-R 400 等產品；另外還有一些組合型的產品，例如RF1 set 、RF2 set、XF1 set等產品。
總結：
了解了以上如何選擇近場探頭的知識點，選擇近場探頭測量輻射干擾是一種經濟和快速的檢測方法，現在已經被廣大硬件研發設計工程師和EMC工程師認可和使用，使用近場測量方法替代遠場測量，讓您能在自己的辦公桌上就可以解決EMC問題。