自由空間

電磁気学における自由空間（じゆうくうかん、英語: free space）とは、誘電分極や磁化を生じない空間である。分極を生じないということは誘電体や磁性体などが存在しないということであり、しばしば真空とも呼ばれる。

{\boldsymbol {D}}=\epsilon _{0}{\boldsymbol {E}}+{\boldsymbol {P}}

{\boldsymbol {B}}=\mu _{0}({\boldsymbol {H}}+{\boldsymbol {M}})

と書かれる。これらを関係付けている $P, M$ がそれぞれ誘電分極と磁化である。これらは自由空間においてゼロであり、構成方程式は

{\boldsymbol {D}}=\epsilon _{0}{\boldsymbol {E}}

{\boldsymbol {B}}=\mu _{0}{\boldsymbol {H}}

となる。それぞれの係数 $ε 0, μ 0$ はそれぞれ電気定数と磁気定数と呼ばれる普遍定数である。自由空間の特徴として、次元の違いを除いて $D$ と $E$ 、及び、 $H$ と $B$ に違いが表れない。

電波伝播

自由空間における絶対利得アンテナの電界強度Eは、

$E={{\sqrt {30G_{\mathrm {s} }P_{\mathrm {s} }}} \over d}$

と表される。ここでG_sは絶対利得、P_sは放射電力、dは距離を表す。

また、相対利得アンテナの場合、

$E=7{{\sqrt {G_{\mathrm {r} }P_{\mathrm {s} }}} \over d}$

と表される。ここでG_rは相対利得を表す^[1]。