源攪拌混響室設(shè)計(jì)與評估方法研究.pdf

1、隨著各種電子產(chǎn)品和設(shè)備爆炸式的增長，電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，電子設(shè)備的電磁兼容性能受到了前所未有的重視。無論是軍用還是民用的電子設(shè)備，電磁兼容性能的測試都需要在符合標(biāo)準(zhǔn)要求的場地進(jìn)行。常見的電磁兼容測試場地有開闊試驗(yàn)場、微波暗室和電磁混響室等。隨著近年來對電磁混響室研究的不斷深入，電磁混響室已經(jīng)成為幾種主要的電磁兼容測試場地之一。電磁混響室用于電磁兼容測試具有造價(jià)低、可提供大場強(qiáng)測試、測試頻帶覆蓋廣等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在汽車、航空航天、武

2、器制造等領(lǐng)域。
　　源攪拌混響室是電磁混響室的一種，與傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌混響室相比，源攪拌混響室結(jié)構(gòu)更簡單，工作區(qū)域更大，具有較高的研究價(jià)值和應(yīng)用前景，因此本文對源攪拌混響室進(jìn)行研究。針對源攪拌混響室現(xiàn)階段研究存在的仿真速度慢，最低工作頻率和腔體邊界評估不準(zhǔn)確，腔體發(fā)射天線占用空間過大，低頻性能不良等問題，本文從三方面對源攪拌混響室進(jìn)行研究。本文的主要研究工作和創(chuàng)新內(nèi)容體現(xiàn)為:
　　1、源攪拌混響室快速仿真算法的提出和仿真實(shí)現(xiàn):

3、提出了源攪拌混響室的快速仿真方法，所提算法可利用無耗腔體的計(jì)算得到有耗腔體中的頻域結(jié)果，去除了使用FDTD方法仿真有耗源攪拌混響室時(shí)電場的穩(wěn)定速度慢對仿真效率的影響，仿真效率大幅提高。具體內(nèi)容包括:研究了電磁混響室的衰減機(jī)制，分析和推導(dǎo)了源攪拌混響室中表示腔體內(nèi)各種損耗機(jī)制的品質(zhì)因數(shù)值，建立了有耗源攪拌混響室仿真模型，利用FDTD仿真算法得到腔體內(nèi)時(shí)域結(jié)果。建立了與上述有耗腔體尺寸相同的無耗腔體，仿真得到了無耗腔體中的電場分量的時(shí)域結(jié)果

4、并使用時(shí)間窗口和衰減函數(shù)對此信號進(jìn)行處理。利用快速傅里葉變換對有耗腔體中和無耗腔體中處理過的場強(qiáng)分量時(shí)域結(jié)果進(jìn)行時(shí)頻轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)電場分量的頻域信號。通過仿真結(jié)果可知，使用快速仿真方法可以通過無耗腔體FDTD仿真和后處理計(jì)算快速準(zhǔn)確得到有耗腔體內(nèi)的頻域結(jié)果。
　　2、源攪拌混響室性能評估方法研究:AD檢測矩陣對源攪拌混響室的最低工作頻率和工作區(qū)域邊界的判斷更加準(zhǔn)確，減小源攪拌混響室性能評估過程中由評估方法帶來的誤差。
　　首先

5、證明了源攪拌混響室中電場應(yīng)該滿足的理論概率分布，分析了統(tǒng)計(jì)量與理論分布函數(shù)的關(guān)系，利用數(shù)值方法得到了各電場量的理論概率密度函數(shù)曲線和積累分布函數(shù)曲線。然后給出了源攪拌混響室完整攪拌周期內(nèi)的電場樣本集合的生成方法，并對樣本值進(jìn)行了Anderson-Darling擬合度檢驗(yàn)。提出了AD擬合度檢驗(yàn)矩陣的構(gòu)造方法和處理方法，分析了AD檢驗(yàn)矩陣用于源攪拌混響室工作區(qū)域和最低工作頻率的評估方法，比較了AD檢測矩陣評估方法與其他評估方法的區(qū)別，驗(yàn)證了

6、評估方法的有效性。
　　3、新型源攪拌混響室設(shè)計(jì)方面:分析了形狀、尺寸對源攪拌混響室最低工作頻率、模式數(shù)量、模式密度和模式間隔的影響，設(shè)計(jì)具有較低的最低工作頻率的腔體。主要應(yīng)用平面波譜和模式展開理論，分析了源攪拌混響室陣列天線的陣元間距，同時(shí)激勵的陣元數(shù)量和陣列天線距離腔體壁之間的距離等因素可能對腔體產(chǎn)生的影響。設(shè)計(jì)了不同激勵方式的仿真模型，使用本文提出的FDTD快速算法得到了每個模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，利用本文提出的AD檢驗(yàn)矩陣驗(yàn)證