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如何测量电磁波的强度和方向？

一、电磁波强度测量的基础

电磁波强度的测量可不简单，得先了解它的一些特性。电磁波是一

种以交变电磁场形式传播的能量，强度的测量和我们日常生活中很多

东西都有关系呢。比如说手机信号强弱，这其实就是电磁波强度在我

们生活中的一种体现。

测量电磁波强度，有个很重要的单位叫瓦特每平方米（W/m²）。这

个单位可别小看了，它能让我们知道电磁波携带能量的多少。比如

说，一个地方的电磁波强度是10W/m²，另一个地方是100W/m²，那

就说明第二个地方的电磁波携带的能量比第一个地方多得多。

测量仪器及原理

要测量电磁波强度，得靠专门的仪器。常见的有频谱分析仪和电磁

场强度仪。频谱分析仪能分析出电磁波的频率分布，而电磁场强度仪

则直接测量电磁波的强度。

这些仪器测量电磁波强度的原理主要是基于电磁感应。当电磁波穿

过仪器中的感应线圈时，会产生感应电流，电流的大小就和电磁波的

强度有关。比如说，电磁波强度越大，产生的感应电流就越强，仪器

就能根据这个电流大小算出电磁波的强度。

测量环境的影响

测量电磁波强度的时候，环境对结果影响可大了。要是在金属容器

里测量，电磁波就会被反射和吸收，测量结果肯定不准。所以一般要

在开阔的地方测量，这样才能得到比较准确的数值。

还有啊，周围要是有其他电子设备在工作，也会干扰测量。像附近

有个微波炉在运行，它发出的电磁波就可能影响我们要测量的那个电

磁波的强度，导致测量结果出现偏差。

二、不同频段电磁波强度的测量

电磁波有不同的频段，每个频段的测量方法和特点都不太一样。

低频段（如工频50Hz）

低频段的电磁波，像工频50Hz的，它的波长很长，能传播很远的

距离。测量这种低频电磁波强度，一般用的是感应式的测量仪器。

因为低频电磁波的变化比较慢，所以感应线圈能比较容易地感应到

它的磁场变化，从而测量出强度。比如说在一些电力设备附近测量工

频电磁波强度，就经常会用到这种感应式仪器。

中高频段（如无线电频段）

中高频段的电磁波，像手机信号所在的频段，它的频率比较高，波

长相对较短。测量这个频段的电磁波强度，常用的是天线接收的方

法。

手机信号就是一种中高频电磁波，我们手机里的天线能接收它的信

号，测量仪器通过分析天线接收到的信号强度，就能算出电磁波的强

度。而且，在这个频段，不同的天线对不同频率的电磁波接收效果也

不一样，所以要根据具体测量的频率选择合适的天线。

微波频段

微波频段的电磁波，比如微波炉用的那个频段，它的频率更高了。

测量微波频段的电磁波强度，一般会用到专门的微波探测器。

微波探测器利用微波和物质相互作用的原理来测量强度。比如说，

微波会让一些物质发热，探测器通过测量物质发热的程度或者微波反

射、透射的情况，就能得出微波的强度。就像在微波炉外面测量微波

泄漏强度，就得靠这种微波探测器。

三、电磁波方向测量的方法

知道了电磁波强度怎么测，那方向又咋测呢？

天线方向性原理

要测量电磁波方向，天线可是关键。天线有个特性叫方向性，不同

方向来的电磁波，天线接收的效果不一样。

比如说，有一个棒状天线，当电磁波从天线的轴向方向传来时，天

线接收效果最好；而当电磁波从垂直于天线轴的方向传来时，接收效

果就差很多。通过测量天线在不同方向接收电磁波的强度变化，就能

判断电磁波的方向。

测向技术与设备

常见的测量电磁波方向的设备有测向天线和罗盘。测向天线能感知

电磁波的方向，然后通过一些电路和算法算出具体的角度。

罗盘则是利用地球磁场和电磁波磁场相互作用的原理来辅助确定方

向。比如说，在野外测量某个电台发出的电磁波方向，就可以用一个

带有测向天线的罗盘，先找到大致的方向，再通过测向天线精确测量

出电磁波的具体方向角度。

四、综合测量实例

说了这么多测量方法，来看看实际测量中的情况吧。

室内无线信号测量

在一间屋子里测量无线信号（也就是一种电磁波）的强度和方向。

先用电磁场强度仪在屋子里不同位置测量信号强度，发现靠近窗户的

地方信号强度比较强，能达到50W/m²左右，而在屋子角落信号强度很

弱，只有几W/m²。

然后用带有测向天线的设备来测量信号方向，发现信号是从屋子外

面窗户附近的基站传过来的。通过这样的测量，我们就能知道屋子里

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