天线近场和远场的概念源于电磁波的传播研究。在早期的无线电通信中，人们发现电磁波的传播特性在靠近和远离天线时存在明显的差异。为了更好地理解和利用这种特性，人们提出了近场和远场的概念。
在光电领域，近场和远场的概念被广泛应用于研究和设计光电设备和系统。对于天线辐射场的分布，可以将天线振子的场分为分为近区场，远区福射场和中问区。
近场和远场的理论基础是麦克斯韦方程组。在电磁波传播过程中，近场区域主要受到电磁场的电场分量和磁场分量的影响，而远场区域主要受到电磁场的辐射分量的影响。近场和远场的边界通常定义为距离光源或物体的距离等于波长的一半。在这个距离之内，电场和磁场的强度随距离的增大而快速衰减，称为近场区域;在这个距离之外，电磁场的强度随距离的增大而缓慢衰减，称为远场区域.
近场和远场的主要参数指标包括电场强度、磁场强度和辐射强度。电场强度和磁场强度用于描述近场区域的电磁场特性，辐射强度用于描述远场区域的电磁场特性。此外，近场和远场的划分也取决于观察点与光源或物体的相对位置，因此观察点的位置也是一个重要的参数指标。
天线近场和天线远场 The Near-Field and the Far-Field
对于天线辐射场的分布，可以将天线振子的场分为分为近区场，远区辐射场和中间区。
在天线设计中，我们关注三个场区域。这些场区域定义了传播电磁辐射的行为，并被限制在与源天线不同的边界距离 R 内。
2.辐射近场区（λ/2π<r<2D2/λ）
此区域分为两个子区域，
a） λ/2π<r<D2/4λ,场衰落>1/r,有辐射且与r关系密切
b）D2/4λ<r<2D2/λ，场衰落=1/r，通常称为Fresnel区域。
3.远场区（r>2D2/λ或10λ）
Poynting矢量仅具有两个分量（ θ，φ），
方向图依赖于r
天线远场和近场测试的优点和缺点
天线测量可以使用远场或近场方法进行。远场天线测试更简单、更快速，但需要较大的面积。近场天线测试需要复杂的计算，可能需要更长的时间才能完成，但需要的空间较少。
远场天线通常在源天线和接收天线之间相距很远的情况下运行。天线辐射球面波前，但在很远的距离下，球面波前在接收天线的孔径上几乎变成平面。必须将天线分开以模拟平面波前，以减少接收误差。普遍接受的远场标准是 R > 2D2/λ，这允许在被测天线 (AUT) 的孔径上发生 22.5 度的相位变化。
近场天线通常在源天线和接收天线之间的距离更短的地方工作。在天线平面附近，场具有反应性，衰减速度比辐射近场区域更快。近场测量是在λ/2π < R < 2 D2/λ 的辐射近场区域进行的。近场测量涉及大量数据收集和转换分析，以得出远场结果。
天线远场测试原理
根据天线测量距离的远近，天线测量有近场测试和远场测试之分。近场测试是通过研究待测天线近场的幅度、相位以及频谱等信息，通过傅里叶变换获得远场的幅度、相位和方向图，并最终重构被测天线辐射场部分的远场分布。
远场测试是指直接测量待测天线的远场数据。由于近场天线测量中，会由于多径效应和外界干扰等原因造成误差因此，在天线测量中远场测试往往更加可靠。
天线远场测试原理是用已知特性参数的平面波照射天线，得到天线的接受特性参数，然后利用天线的互易性原理，得到天线的传播特性参数。互易性原理指的是，天线用作发信天线时的参数，与用作收信天线的参数保持不变。
什么是多径效应?
多径效应 (Multipath Effect）是电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段)，常有许多时延不同的传输路径。各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。因此，多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。
多径效应
天线远场距离计算公式
天线远场距离的计算方式可以通过天线的波长和天线尺寸来确定。当天线与辐射场之问的距离大于远场距离时，可以近似认为天线处于远场区域。
其中，D. 为天线最大尺寸，λ 为天线工作频率的波长。这个公式是通过射线的千涉和相位前进来推导的。在天线远离辐射源时，远场距离的增加将导致辐射场的衰减，天线接收到的辐射功率也随之减小。
天线近场测试原理
天线近场测试原理是在一个面上采集待测天线近场数据，然后通过近远场变换算法，得到待测天线远场辐射特性。而根据采集面的不同，又分为平面、柱面、球面近场天线测量技术。
天线测量技术可以应用于天线的测试与诊断。也可以设计为天线近场测量系统。天线近场测量系统是一套在中心计算机控制下进行天线近场扫描、数据采集、测试数据处理及测试结果显示与输出的自动化测量系统。
近场方法通过不同的技术测量天线的远场模式。近场方法将探针移过天线的孔径，并测量每隔半个波长间隔的样本网格上的幅度和相位点，如图 48 所示。根据天线的性质，可以使用不同的扫描模式。使用产生标准远场天线模式的傅立叶变换计算技术，将近场区域辐射的能量解析转换为远场结果。
近场测试根据天线的类型和用途使用不同的扫描模式。
近场天线优势和缺点
近场天线范围比远场范围有许多优势：
所需空间更小； 天线不受天气影响； 天线和测试频率的安全性更高； 对于非常大的天线，近场系统的成本通常要低得多。
主要缺点是测量和处理大量数据所需的复杂性和时间。
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