电场强度测量

定义

电场强度是指放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值，定义式E=F/q，适用于一切电场；其中F为电场对试探电荷的作用力，q为试探电荷的电荷量。单位N/C。定量的实验证明，在电场的同一点，电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的，跟试探电荷的电荷量无关。它只与产生电场的电荷及试探电荷在电场中的具体位置有关，即比值反映电场自身的特性（此处用了比值定义法），因此我们用这一比值来表示电场强度，简称场强，通常用E表示。

电场强度测量是指为获得各种传播数据和参量供无线电路进行正确设计，对接收地点的电场强度所进行的测量。

场强测量所使用的方法、仪表以及数据整理随工作频段，工作方式和欲完成任务的不同而异。

长波段通信场强测量

长波段（甚低频）电磁波可以在地表以下，如水中或土壤中传播一定距离，或在地面与电离层之间所形成的波导层中传播较远距离，对长波段所做的场强测量一般有两个目的。一是测量各种电波传播媒介对电波衰减的影响，二是利用场强测量分析传播媒介的电参数。根据不同目的，测量用场强仪及其附属仪表的复杂程度也不同。测量的参数一般有电波衰减率、电波传播速度、电波相位以及极化等。

10～25kHz频段的电磁波可以在地表与电离层所形成的波导层中传播，常被用来作长距离通信，所以测量项目有传播衰减的稳定性，地球磁场的影响，传输模的变化（如TM波与TE波的相互转换）以及相速变化和极化变化等参数。尤其在磁纬20°以下，长距离昼、夜波以及与电波传播方向的关系等，也是场强测量的重要方面。

中波段无线广播的场强测量

中波段无线电频率多用于地面上中距离（数十乃至数百公里）的通信或广播。中波段电磁波主要靠地表波传播。对中波段进行场强测量的目的多数是统计地表参数以及昼夜大气温湿度梯度变化对电波衰减的影响。测量方法也是利用中波段场强仪（或接记录、分析设备）统计场强变化规律。

短波段通信场强测量

短波段无线电频率多用于地面长距离（数百乃至上万公里）通信或广播。电磁波主要靠电离层和地面的一次或多次反射而到达远方。

超短波微波波段通信场强测量

电离层的各种参数（电子、离子密度，高度以及厚度等）对短波传播起很重要的作用。因此，短波段的场强测量很少是为了分析场强变化，而是利用电波传播测量电离层各种参数每年随昼夜、季节以及太阳活动情况而变化的规律，从而编制年度频率预测或研究衰减对抗措施。我国多用高仰角天线（如三角天线等）利用发射和接收信号间各参数差异达到上述目的。

超短波征波波段通信场强测量

超短波微波频率大约在30MHz以上，可以穿过电离层，而且地波衰减很快。因此利用这些频段通信多为地面视距通信或卫星通信。随着波长的缩短，天线离开地面适当髙度且以大气为传播媒介时，电波传播的衰减接近于自由空间的衰减。在正常情况下场强理论计算值相当精确。因此在这些频段的场强测量多属分析大气参数变化对电波传播的影响。例如当精确测量卫星位置时，要测量电波穿过大气时的射束弯曲程度以及穿过电离层时的极化旋转等。在视距通信中，往往要测量地面的反射系数，大气参数变化时引起的频率选择性衰落以及降雨引起的附加损耗等。

（1）地面反射系数测量，最简单的方法是将场强仪沿铁塔上、下移动记录场强与高度的关系。当地面反射系数r较大时，直射波（假设幅度为1）与反射波在场强仪天线口面（设天线开口面很小）上的合成场强E可表示为

式中λ为电波波长；△l为直射波与地面反射波的行程差。当天线高度变化时，△l变化，从而得到E的变化规律。当i*2*△l/λ为奇或偶整数时，场强最大值Ema×和最小值Emin可表示为

因而可以求得反射系数r。但r也是随地面条件而变化的，所以需经长时间测量以求得统计规律。

（2）衰落规律测量，衰落测量多将发射设备和接收场强仪分设在欲测段的两端。将接收到的场强用记录仪记录下来，用人工方法分析衰落时间概率分布规律，或将接收到的场强数据送入计算机，利用软件对数据进行处理以得到瞬时场强分布曲线、中值分布曲线以及离散度等更多的有用参数。

由于大气折射或地形的绕射或反射，自发射端到达接收端可能有很多传播途径。经过这些途径传播的电波在接收端重新合成。由于实际途径长度不同，对不同频率而言其电长度（与波长比）将随频率变化，因此在接收端多径电波合成时，其幅度会随频率变化，称为频率选择性衰落。对于选择性衰落的测量可以用上述设备或同时传送若干单频以测量不同频率间隔的衰落相关系数和时延变化规律。

（3）降雨附加损耗测量，对较高频段，降雨的附加损耗变得不可忽视。这种测量在于预测不同频段随降雨量增大而损耗增大的规律以求出不同地区的最佳中继段距。多数是测量电波传播途中降雨量的分布与场强的关系，

阈值电场强度，驱动液晶光阈达到阈值的电场强度。其数值为阈值电压与器件两电极间距的比值。

电场中某点电场强度的大小等于该点处的电场线数密度，即垂直于电场方向的单位面积所通过的电场线条数，按照这样的规定，电场线既可以定性地描述场强的方向，又可以定量地表示场强的大小。 2100433B

绝缘材料的击穿电场强度以平均击穿电场强度(EB)表示式中uB为击穿电压，d为试样的平均厚度。

工频下击穿电场强度的试验线路如图5。R0通过调压器使电压从零以一定速率上升，至试样被击穿，这时施加于试样两端的电压为击穿电压。测击穿电场强度时，电极需照有关标准的规定。

击穿电压可用静电电压表、电压互感器(见互感器)、放电球隙等仪器并联于试样两端直接测出。击穿电压很高时，需采用电容分压器。冲击电压下的击穿电场强度测试，一般用冲击电压发生器产生的标准冲击电压施加于试样，逐级升高冲击电压的峰值直至击穿。冲击电压可用50%球隙放电法、也可用阻容分压器加上脉冲示波器或峰值电压表测量。