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Lösungsweg: AK101

Frage: Warum ist im Nahfeld einer Strahlungsquelle keine einfache Umrechnung zwischen den Feldgrößen E und H und damit auch keine vereinfachte Berechnung des Schutzabstandes möglich?
Lösung: Weil die elektrische und die magnetische Feldstärke im Nahfeld keine konstante Phasenbeziehung zueinander aufweisen.

Erklärung

Das Nahfeld einer Antenne wird in ein reaktives Nahfeld und ein strahlendes Nahfeld unterteilt. Der Übergang zum Fernfeld erfolgt kontinuierlich; eine scharfe Grenze existiert nicht.

Im reaktiven Nahfeld (typisch für Abstände $d < \frac{\lambda}{2\pi}$) sind die elektromagnetischen Feldanteile stark ortsabhängig ausgeprägt. Die elektrische Feldstärke $E$ und die magnetische Feldstärke $H$ stehen hierbei in keiner festen Phasen- oder Amplitudenbeziehung zueinander. Eine Anwendung von Fernfeldnäherungen ist in diesem Bereich nicht zulässig.

Im strahlenden Nahfeld (auch Fresnel-Bereich, typischerweise für $\frac{\lambda}{2\pi} \le d \lesssim 4\lambda$) dominiert bereits die abgestrahlte Welle. Die Feldstruktur ist jedoch noch entfernungs- und richtungsabhängig, sodass keine vollständige Fernfeldbedingung erfüllt ist.

Wird im strahlenden Nahfeld dennoch die Fernfeldnäherung verwendet, liefert diese in vielen Fällen eine konservative Abschätzung der Feldstärke, das heißt die berechneten Werte liegen über den tatsächlich auftretenden Feldstärken. Dadurch wird im Regelfall eine sichere Bewertung erzielt. Diese Aussage gilt jedoch nicht allgemein, insbesondere nicht für elektrisch kleine Antennen oder magnetisch dominierte Strahler, bei denen im Nahfeld lokal höhere Feldstärken auftreten können als durch die Fernfeldnäherung vorhergesagt.

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