第二阶段天线场强计算程序

1. 背景与目标

美国国家电信和信息管理局（NTIA）负责管理联邦政府使用射频频谱，并制定相关政策。为评估联邦机构射频使用是否符合辐射标准，NTIA 需要简单易用的场强计算程序。本报告及其前身 NTIA TM-87-129 旨在提供此类程序，并扩展其覆盖范围。

2. 方法与结果

本报告扩展了轴向近场功率密度的计算方法，涵盖 97% 的政府主文件（GMF）中的天线类型，并提供了从超过 20 种天线类型中选择天线类型的指导和公式。报告将天线分为线性和孔径两大类，并针对不同类型的天线提供了具体的计算方法和示例。

报告使用了 MININEC 和 NEC-BSC 两种数值计算代码进行轴向近场强度分析。MININEC 适用于线天线，而 NEC-BSC 适用于孔径天线。报告针对以下天线类型进行了详细的分析和计算：

• 折叠偶极子、同轴偶极子、单只和堆叠：这些天线类型在 VHF-UHF 频段广泛使用，报告提供了计算其近场功率密度的方法和示例。
• 全向天线-杆到盘：包括杆天线、刀片天线、地平面天线、盘状天线和倒置盘状天线。报告针对每种类型的天线提供了计算近场功率密度的方法和示例。
• 偶极子和堆叠阵列：报告提供了计算全向偶极子阵列和端射偶极子阵列近场功率密度的方法和示例。
• 角反射器：报告提供了计算 60 度和 90 度角反射器近场功率密度的方法和示例。

3. 轴向近场分析

报告详细介绍了计算轴向近场功率密度的步骤，包括选择标准化校正曲线、计算标准化距离和校正因子，以及使用特定公式计算近场功率密度。

4. 偏轴近场分析

报告指出，偏轴分析比轴向分析更复杂，因为电场和磁场向量通常不正交。报告介绍了使用数值电磁代码进行偏轴分析的方法，并提供了 MININEC 和 NEC-BSC 两种代码的示例。

• MININEC 代码示例：报告使用 MININEC 代码分析了 8 元素全向偶极子阵列的偏轴近场 E 场强度，并绘制了距离和方位角的关系曲线。
• NEC-BSC 代码示例：报告使用 NEC-BSC 代码分析了 90 度角反射器的偏轴近场 E 场强度，并绘制了距离和方位角的关系曲线。

5. 结论与建议

报告建议 NTIA 使用本报告和其前身 TM-87-129 中提供的程序来计算联邦政府天线的近场和远场强度。报告还建议 NTIA 研究评估重要天线类型偏轴场强度的具体方法，例如抛物面反射器天线。