天线的放射特性

如图11所示天线大致上可以归类成 负载天线(load antenna) 环形天线(loop antenna)

从负载天线放射的电界与磁界的强度，与天线长度以及天线内的电流两者相乘结果呈比例。 

天线的长度与电磁波的波长呈一定比率时，会引发共振进而产生非常大的电界与磁界，例如一种被归类成负载天线称为「偶极天线(dipolar antenna)」，该天线长度等于1/2电磁波的波长时，就会产生共振现象。

图11 天线的种类

图12是负载天线发射电界与磁界时的模样。以负载天线而言，在天线附近的「电界」为支配性，一旦远离一段距离，电界与磁界变成同等接近平面波。 

图12 负载天线的电界与磁界特性

从环形天线放射的电界与磁界的强度，则与环形的面积以及天线内的电流两者相乘结果呈比例，图13是环形天线发射电界与磁界时的模样。环形天线与上述负载天线不同，在天线附近的「磁界」为支配性，不过一旦远离一段距离它与上述负载天线一样，电界与磁界变成同等接近平面波。 

图13 环形天线的电界与磁界特性

在环形天线磁界支配的领域称为「近场(near field)」，远离天线的领域称为「远场(far field)」，近场与远场的境界大约是电磁波波长λ的1/2π，亦即λ/6，无线通讯使用的领域通常是远场，在远场电界与磁界被当作平面波传输。在平面波磁界会对地面作垂直变化，电界会对地面作平行变化，电磁波以光速传输，某瞬间平面波(电界与磁界)的模样若以向量(vektor)方式，其结果如图14所示。

图14 某瞬间的平面波特性

噪讯对策、放射的量测、噪讯模拟分析放射都需要使用天线，然而噪讯对策时最大困扰是天线效应，会造成噪讯放射与噪讯撷取等问题，造成大型负载天线效应主要祸首是电子机器的外部缆线，尤其外部缆线等于变成长度很长的天线。

通常缆线内部的信号都是往返信号，由于往返电流相互抵销，不会成为天线进行放射动作，然而电子机器内部拥有极大的一般模式噪讯，例如电子机器的电源大多使用switching电源，switching电源本身就是一般模式噪讯的发生源，对一般模式噪讯而言，外部缆线顺理成章变成强大的天线，在此同时变成天线的外部缆线，会撷取外部一般模式噪讯至电子机器内部。 如上所述环形天线的放射与环形面积呈比例，因此拥有大面积呈环形的导线极易变成问题源，例如印刷电路基板的信号导线，经常作成类似图11的大环形结构，图中的信号线外观上似乎很短，不过信号线的折返是共通的大地线，如果依循该折返路径就会形成大型回路(loop)。此外，印刷图案的设计重点是「制作大面积回路」，导线一旦建构形成回路时，除了天线效应之外，同时还会使导线的电感(inductance)变大，此时如果电流流入电感，会产生电压变成噪讯。

图15 信号导线构成的回路

通常近场的噪讯问题比远场更严重，而且精确分析近场非常烦琐。在环形天线「电界」为支配性角色，在负天线「磁界」为支配性角色，因此一般都采用近似性进行分析。 分析时负载天线只考虑电界，亦即直线状的信号线主要考虑「浮游容量(stray capacitance)」；相形之下环形天线考虑磁界，亦即在环状天线导线被当作「相互电感」处理。 电界与磁界又称为电场与磁场，虽然电场与磁场同样拥有宽广的空间，不过相较于原场(field)几乎是2次元，电场与磁场则完全是3次元。在近场会有电界与磁界何者是支配性的问题，所以可以用「何者」作近似性处理，不过在远场则是将电场与磁场整合当作电磁波处理。此处为探讨近场与远场两者的境界点，必需将波动阻抗(impedance)当作阻抗考虑。事实上电磁波传递电力，所有同样有阻抗存在，电路上的阻抗主要表示电压与电流之间的关系，假设两点之间的电压为V，在两点之间流动的电流为I，阻抗 Z可以用下式表示:

假设电磁波的电界为 ，磁界为 ，波动阻抗为 ，如此一来波动阻抗 可以用下式表示:

波动阻抗随着与天线的距离改变，图16是负载天线与环形天线的特性比较，图中的 是电磁波的波长， 是到天线的距离，由图可知近场与远场两者的境界点在横轴1的地方，相当于：

图16 负载天线与环形天线的特性比较