Far Field Region, Near Field Region   원거리장 영역, 원역장, 근거리장 영역, 근역장

(2022-03-07)

Far Field, Near Field, 근접장, 가까운 장


1. 안테나에서 방사되는 전계 형태의 구분정전기장 (electrostatic field)
     - 전기 다이폴에 의한 장
     -  1/r3항에 따름.

  ㅇ 유도장 (induction field)
     - 전류요소에 비교적 가까운 거리인 근접 장
     -  1/r2항에 따름.

  ㅇ 원거리장 (복사장, 방사장) (far field, radiation field) ( r ≫ λ, βr = 2πr/λ ≫ 1 )
     -  1/r항에 따름. 
         


2. 안테나 전계 구조 차이에 따른 영역의 구분

  ㅇ 근방계, 근거리장 (Near field), 리액티브 근거리 전계영역 (Reactive Near Region)
     - 리액티브 전계가 우세한 영역
     - 안테나를 바로 둘러싸는 근거리 영역

     * 안테나 근거리장 조건 : r < (0.62 D2 / λ)1/2방사 근거리 전계영역 또는 프레넬 영역 (Fresnel Region)
     - 방사 전계가 우세한 영역
     - 방사 패턴안테나로부터의 거리에 따라 달라지는 영역

     * 단, 안테나 최대 크기가 파장에 비해 작다면, 이 영역이 존재 안할 수도 있음

  ㅇ 원방계, 원거리장, 원거리 전계영역 (Far field) 또는 프라운호퍼 영역 (Fraunhofer Region)
     - 방사 전계가 우세한 영역 
     - 방사 패턴안테나로부터의 거리와는 관계없이 방향에 만 의존함

     * 원거리장 조건 :  r > 2 D2 / λ,  r ≫ D,  r ≫ λ
        . (D: 안테나 최대 크기, λ : 파장)
        . 즉, 근거리장, 원거리장 영역을 구분하는 경계지점  : d = 2 D2 / λ [m]


3. 원거리 방사장의 특징

  ㅇ 원거리 장에서는, 평면파근사될 수 있음
     - 송신 안테나가 마치 점원(點源) 처럼 보이나, 파면평면파근사화시킬 수 있는 영역
        . 즉, 국부적인 평면파 형태(Local Plane Wave Behavior)로 동작
     - 진행방향에 수직한 평면에 서로 직각전계,자계를 포함하는 TEM 파 처럼 행동 
     * 통상, 파면 곡면 치수가 λ/16 이하이면, 이러한 개구면으로부터의 파동평면파로 간주함

  ㅇ 원거리 장에서는, 방사패턴의 형태가 거리와 무관
     - 방사 패턴안테나로부터의 거리와는 관계없이 방향에 만 의존함



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