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{| class="wikitable" style="float: right; width: 320px; margin-left: 1em; font-size: 90%; border: 1px solid #a2a9b1;"
|+ style="font-weight: bold; font-size: 1.2em; padding: 5px;" | 近场与远场
|-
! style="background-color: #f2f2f2; width: 30%;" | 分界指标
| 距离 (r) 与 波长 (λ)
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 核心公式
| <math>r = \lambda / 2\pi</math>
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 近场特性
| 电场与磁场相互独立
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 远场特性
| 平面波，波阻抗 377Ω
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 关键变量
| 频率 (f)、天线尺寸 (D)
|}

'''近场'''（Near-field）与'''远场'''（Far-field）描述了电磁场随离开辐射源距离增加而发生的物理性质演变。在不同的区域，电磁场的分量比例（波阻抗）和衰减速率有着本质区别。

== 分界判据公式 ==

根据电磁辐射理论，场区主要通过以下公式进行划分：

=== 1. 临界分界点 (The 2π Rule) ===
对于点源或小型辐射体，近场与远场的一般分界距离为：
:<math>r = \frac{\lambda}{2\pi} \approx 0.16\lambda</math>
* 当 <math>r < \lambda / 2\pi</math> 时，处于'''近场区'''（感应场区）。
* 当 <math>r > \lambda / 2\pi</math> 时，处于'''远场区'''（辐射场区）。

=== 2. 针对大尺寸天线的弗劳恩霍夫距离 ===
若辐射体尺寸 <math>D</math> 大于波长，分界点需考虑其几何尺寸：
:<math>r_{far} = \frac{2D^2}{\lambda}</math>
其中 <math>D</math> 为天线的最大几何尺寸。

== 场区物理特性对比 ==



{| class="wikitable" style="width: 100%; text-align: left;"
! 特性 !! 近场区 (Near-field) !! 远场区 (Far-field)
|-
| '''场分量关系''' || 电场（E）与磁场（H）相互独立 || E 与 H 相互垂直且同相（平面波）
|-
| '''能量性质''' || 主要是无功功率（电/磁能量交换） || 主要是有功功率（能量向外辐射）
|-
| '''衰减速率''' || 较快（按 <math>1/r^2</math> 或 <math>1/r^3</math> 衰减） || 较慢（按 <math>1/r</math> 衰减）
|-
| '''波阻抗 (Zw)''' || 随源的性质而定 (E-field 或 H-field) || 恒等于真空本质阻抗 <math>120\pi \approx 377\Omega</math>
|}

{| class="wikitable" style="float: right; width: 320px; margin-left: 1em; font-size: 90%; border: 1px solid #a2a9b1;"
|+ style="font-weight: bold; font-size: 1.2em; padding: 5px;" | 波阻抗 (Wave Impedance)
|-
! style="background-color: #f2f2f2; width: 30%;" | 外文名
| Wave Impedance
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 数学定义
| <math>Z_w = E / H</math>
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 真空特征值
| <math>377 \Omega \ (120\pi)</math>
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 决定因素
| 介质特性、距源距离、源性质
|}

'''波阻抗'''（Wave Impedance）是电磁波传播过程中，电场强度（E）与磁场强度（H）之比。它描述了电磁场在特定介质或特定空间区域内的分布特性，是分析电磁波反射、吸收及屏蔽效能的核心物理量。

== 数学定义与公式 ==

在电磁场理论中，波阻抗 <math>Z_w</math> 定义为：
:<math>Z_w = \frac{|\mathbf{E}|}{|\mathbf{H}|}</math>

对于平面电磁波，在各向同性的线性介质中，波阻抗由介质的电磁特性决定：
:<math>Z = \sqrt{\frac{j\omega\mu}{\sigma + j\omega\varepsilon}}</math>

在理想绝缘介质（<math>\sigma = 0</math>）中，公式简化为：
:<math>Z = \sqrt{\frac{\mu}{\varepsilon}} = \sqrt{\frac{\mu_0 \mu_r}{\varepsilon_0 \varepsilon_r}}</math>

== 真空本质阻抗 ==

在真空中，相对介电常数 <math>\varepsilon_r</math> 和相对磁导率 <math>\mu_r</math> 均为 1，其特征阻抗（Intrinsic Impedance）计算如下：
:<math>Z_0 = \sqrt{\frac{\mu_0}{\varepsilon_0}} \approx 120\pi \approx 377 \Omega</math>

== 场区对波阻抗的影响 ==

波阻抗并非定值，它随距离辐射源的远近（[[近远场公式|场区划分]]）而剧烈变化：

# '''远场区 (Far-field)：''' 在远场区，电磁波以平面波形式传播，无论辐射源性质如何，波阻抗均收敛于介质的特征阻抗（如空气中的 <math>377 \Omega</math>）。
# '''近场区 (Near-field)：''' 波阻抗取决于辐射源的性质：
#* '''高阻抗场（电场源）：''' 若源表现为高电压小电流（如偶极子天线），在近场区 <math>E \gg H</math>，波阻抗远大于 <math>377 \Omega</math>。
#* '''低阻抗场（磁场源）：''' 若源表现为低电压大电流（如环形天线），在近场区 <math>H \gg E</math>，波阻抗远小于 <math>377 \Omega</math>。

== 屏蔽理论中的应用 ==

波阻抗是计算屏蔽效能（Shielding Effectiveness）的关键参数：
* '''反射损耗 (Reflection Loss)：''' 取决于入射波阻抗与屏蔽材料本质阻抗之间的不匹配程度。阻抗差异越大，反射越强。
* '''吸收损耗 (Absorption Loss)：''' 取决于电磁波进入屏蔽材料后的能量衰减，与材料的电导率、磁导率及频率密切相关。

== 参见 ==
* [[麦克斯韦方程式]]
* [[电磁兼容]]
* [[波长公式]]
* [[阻抗]]
* [[波特图]]

[[Category:电磁理论]]
[[Category:电磁兼容]]
[[Category:物理学]]