電磁兼容混響室內(nèi)電磁場的均勻性能分析及其應(yīng)用研究.pdf

1、伴隨著電子設(shè)備的飛速發(fā)展，電磁環(huán)境變得越發(fā)復(fù)雜，從而使電子設(shè)備的電磁兼容問題也變得十分突出，混響室作為一種新型的電磁兼容測試設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。如何提高混響室的測試精度、節(jié)約測試耗時(shí)、擴(kuò)寬其應(yīng)用領(lǐng)域便成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)?；诖耍疚尼槍祉懯覂?nèi)電磁場的均勻性及其應(yīng)用中的具體實(shí)際問題，建立了相應(yīng)的理論模型，采用時(shí)域有限差分法(FDTD，F(xiàn)inite Difference TimeDomain)方法開展了深入和全面地研究，并進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)。<

2、br>　　 本文的主要工作和創(chuàng)新體現(xiàn)在：
　　 1.研究了混響室空腔校準(zhǔn)，并以尺寸為7.6m×5.2m×3.3m的混響室為實(shí)例，在80MHz～18GHz頻率范圍對其進(jìn)行了空腔校準(zhǔn)。校準(zhǔn)中所選取的采樣數(shù)為12，即以30°為攪拌器的步進(jìn)單元，從0°旋轉(zhuǎn)到360°，結(jié)果表明，在此條件下空腔混響室內(nèi)場的均勻性從最低可用頻率fLUF=117.7MHz開始均能滿足IEC61000-4-21標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的3dB的要求。
　　 2.研究

3、了疊加入射平面波的隨機(jī)產(chǎn)生。方法是以產(chǎn)生隨機(jī)平面波的源點(diǎn)(θ，φ)的累積分布函數(shù)(CDF)為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，以隨機(jī)平面電磁波分布的均勻性為優(yōu)化的目的，將隨機(jī)波所受約束角度φ=φ/(const×sinθ)表達(dá)式分母中的const從1優(yōu)化到2。在此條件下，所生成了的隨機(jī)入射平面電磁波分布的均勻性優(yōu)于文獻(xiàn)中的報(bào)導(dǎo)結(jié)果。
　　 3.在上述基礎(chǔ)上，研究了隨機(jī)疊加入射平面電磁波的數(shù)目和頻率對混響室中場均勻性的影響，進(jìn)而優(yōu)化了欲達(dá)到最佳均勻效

4、果時(shí)入射波數(shù)目N及程序重復(fù)次數(shù)M的選取(對應(yīng)于實(shí)際測試過程中采樣數(shù)的選取，即攪拌器的步進(jìn)數(shù)的選取)，結(jié)果表明，在同等場均勻性前提下，N和M均明顯小于文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的數(shù)目，從而大大減小了仿真中的計(jì)算量、同時(shí)計(jì)算精度也有較明顯提高，從而使理論仿真到實(shí)際應(yīng)用變得更加集約化。
　　 4.研究了不同類型散射體(diffuser)對混響室內(nèi)場均勻性的影響，其中，特別是對MLD結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)的具體步驟是以往文獻(xiàn)中沒有涉及過的?；谏鲜鼋Y(jié)論，還提出了一

5、種混響室中散射體位置設(shè)置的新方法，即將其設(shè)置在混響室的八個(gè)頂角處。相比于以往文獻(xiàn)中所提的混響室中散射體的其它設(shè)置方法，提高了其內(nèi)部場的均勻性。
　　 5.研究了將混響室用于小型天線的效率測量的思路和方法，并對幾種實(shí)際工程中常用的天線進(jìn)行了效率測量。結(jié)果表明，該方法簡單，精度較高?；谛蕼y量，本文自行設(shè)計(jì)和制做了一個(gè)寬邊帶雙極化偶極子天線，測試結(jié)果表明其輻射效率高于同類天線。這一點(diǎn)，對于自帶電源而必須關(guān)注天線輻射效率的電子系統(tǒng)而

6、言，其意義是重要的。同時(shí)，將混響室用于高效率天線的設(shè)計(jì)思路也是一種創(chuàng)新。
　　 6.研究了將混響室用于溫度異常人體復(fù)溫的思路和方法。這一工作對于國內(nèi)外而言尚屬開拓性的。文中首先推導(dǎo)了生物熱力學(xué)方程(BHE-bio-heat equation)的離散形式，其中利用傅里葉級數(shù)(Fourier series)推導(dǎo)了穩(wěn)定條件，而這一推導(dǎo)也是以往文獻(xiàn)中未見報(bào)導(dǎo)過的。接著以24℃的異常體溫人體為例，采用頻率f=120MHz和915MHz的1