電磁兼容混響室內電磁場的均勻性能分析及其應用研究.pdf

1、伴隨著電子設備的飛速發(fā)展，電磁環(huán)境變得越發(fā)復雜，從而使電子設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備應運而生。如何提高混響室的測試精度、節(jié)約測試耗時、擴寬其應用領域便成為當前研究的熱點。基于此，本文針對混響室內電磁場的均勻性及其應用中的具體實際問題，建立了相應的理論模型，采用時域有限差分法(FDTD，F(xiàn)inite Difference TimeDomain)方法開展了深入和全面地研究，并進行了相關驗證試驗。<

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，并以尺寸為7.6m×5.2m×3.3m的混響室為實例，在80MHz～18GHz頻率范圍對其進行了空腔校準。校準中所選取的采樣數(shù)為12，即以30°為攪拌器的步進單元，從0°旋轉到360°，結果表明，在此條件下空腔混響室內場的均勻性從最低可用頻率fLUF=117.7MHz開始均能滿足IEC61000-4-21標準所規(guī)定的3dB的要求。
　　 2.研究

3、了疊加入射平面波的隨機產生。方法是以產生隨機平面波的源點(θ，φ)的累積分布函數(shù)(CDF)為優(yōu)化的目標函數(shù)，以隨機平面電磁波分布的均勻性為優(yōu)化的目的，將隨機波所受約束角度φ=φ/(const×sinθ)表達式分母中的const從1優(yōu)化到2。在此條件下，所生成了的隨機入射平面電磁波分布的均勻性優(yōu)于文獻中的報導結果。
　　 3.在上述基礎上，研究了隨機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，進而優(yōu)化了欲達到最佳均勻效

4、果時入射波數(shù)目N及程序重復次數(shù)M的選取(對應于實際測試過程中采樣數(shù)的選取，即攪拌器的步進數(shù)的選取)，結果表明，在同等場均勻性前提下，N和M均明顯小于文獻報導的數(shù)目，從而大大減小了仿真中的計算量、同時計算精度也有較明顯提高，從而使理論仿真到實際應用變得更加集約化。
　　 4.研究了不同類型散射體(diffuser)對混響室內場均勻性的影響，其中，特別是對MLD結構尺寸設計的具體步驟是以往文獻中沒有涉及過的?；谏鲜鼋Y論，還提出了一

5、種混響室中散射體位置設置的新方法，即將其設置在混響室的八個頂角處。相比于以往文獻中所提的混響室中散射體的其它設置方法，提高了其內部場的均勻性。
　　 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，并對幾種實際工程中常用的天線進行了效率測量。結果表明，該方法簡單，精度較高?；谛蕼y量，本文自行設計和制做了一個寬邊帶雙極化偶極子天線，測試結果表明其輻射效率高于同類天線。這一點，對于自帶電源而必須關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，將混響室用于高效率天線的設計思路也是一種創(chuàng)新。
　　 6.研究了將混響室用于溫度異常人體復溫的思路和方法。這一工作對于國內外而言尚屬開拓性的。文中首先推導了生物熱力學方程(BHE-bio-heat equation)的離散形式，其中利用傅里葉級數(shù)(Fourier series)推導了穩(wěn)定條件，而這一推導也是以往文獻中未見報導過的。接著以24℃的異常體溫人體為例，采用頻率f=120MHz和915MHz的1