基于阵列天线的源搅拌混响室研究

摘要

混响室是一种具有多种优势的电磁兼容测量场地,比如建设成本较低,输入功率相同时可以获得更高的场强,测试时间短等。正因为以上的特点,使用混响室作为电磁兼容测量场地已经被IEC61000-4-21标准接受而且也得到了普遍的应用。源搅拌混响室作为一种新型的混响室,与机械搅拌混响室相比可以有效利用腔体空间,降低腔体最低可用频率,更易于仿真数值计算和实际建设。
　　本文以源搅拌混响室相关理论为基础,设计了一种可用于激励源搅拌混响室的阵列天线。主要的研究内容包括:
　　1、研究了混响室的基本工作原理和几个重要的状态,对混响室涉及的电磁理论进行分析,对其中涉及的波动方程进行了推导。
　　2、分析了源搅拌混响室理论中几个重要的参数,建立了源搅拌混响室中电场的概率统计模型,通过相关系数分析了不同搅拌状态时空间场的相关性,并利用最大似然估计方法对混响室的统计不确定性进行了分析。
　　3、从准确性、所需计算资源、网格划分等方面讨论了几种可用于混响室仿真的数值计算方法,并根据各算法的特点选择了适合源搅拌混响室仿真的计算方法。建立了阵列天线源搅拌混响室的模型,并且根据混响室的工作特点编写了相关程序,实现了混响室数值仿真的自动化。
　　4、分析了阵列天线模型建立涉及的因素,以此为基础设计了用于源搅拌混响室中的阵列天线。
　　实验结果表明,利用电开关网络进行控制的阵列天线可以有效实现混响室的激励,阵列天线的设计满足了不同搅拌状态时场独立性的要求,在混响室的最低工作频率附近计算的场均匀性达到相关标准要求。同时,混响室内的场强统计分布结果也与理论分析吻合。本文得到了较好的实验结果,可以为源搅拌混响室的实际建设提供参考。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 混响室发展与现状

1.3 课题的意义

1.4 本文的研究工作

第2章 电磁混响室原理

2.1 混响室基本电磁理论

2.2 混响室重要参数

2.3 混响室统计特性

2.4 本章小结

第3章 混响室仿真与数据处理

3.1 仿真方法选择

3.2 模型建立与控制

3.3 结果数据处理

3.4 本章小结

第4章 阵列天线源搅拌混响室模型设计

4.1 腔体大小与结构

4.2 腔体电导率

4.3 阵列天线阵元选择

4.4 阵列天线设计

4.5 本章小结

第5章 两种源搅拌混响室的性能对比

5.1 源搅拌混响室内工作区域的选择

5.2 混响室内场强的变化

5.3 场均匀性分析

5.4 场的统计特性分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢