辐射体的近场-远场变换研究

摘要

随着现代科技的高速发展，电子设备越来越趋向于集成化与小型化，同一系统中包含各种功能与作用的电子器件，不可避免的会产生电磁干扰，而且现代所用的材料也趋向于轻型化，这种材料虽然使得使用及携带方便，但是跟传统金属材料相比，它的电磁屏蔽能力较差，容易造成电磁泄露。在一定的空间限制下，这些设备或系统工作时，尤其是那些精密仪器，对周围环境的要求非常高，可能环境中极小的电磁扰动就会对其性能造成影响。另一个侧面，这些电子设备一旦与其他设备一起工作时，它无意发出的电磁波也可能会造成系统的其他功能不能正常运行。这些有意或者无意的电磁干扰或者电磁泄露可能通过电波传播对远距离仍然会造成一定的电磁能量辐射，本课题解决的问题就是通过对电子设备或者系统辐射的近场电场进行推导求出其造成的远场电场限值，并对近场测试采样方法及采样误差分析进行分析。
　　首先，根据平面波谱展开原理，研究了近场-远场外推原理，由近场辐射场得到了远场电场表达式。利用罗伦兹（Lorentz）互易原理推导近场-远场变换时耦合积及补偿方法，分析了不同的采样测试间隔对近场-远场变换算法得到的结果的影响，为后续数值模型分析提供理论基础。
　　其次，以偶极子阵列作为辐射体仿真模型，将采样测试平面上的近场电场值带入近场-远场算法中得到仿真 E面远场电场表达式，并与理论的相对比，得到在一定的误差范围内，仿真得到的方向图和理论方向图是吻合的。考虑实际条件，将地面对辐射体的影响分析，讨论了地面不同高度近场辐射值对远场辐射的影响情况。
　　最后，对测量过程中的取样误差问题进行分析，其中讨论了三种误差源：随机幅相测量误差、有限面截断误差、探头定位误差，分析其对近场测量数据的影响，进而分析对远场电场值的影响。针对每一种误差源，均将其引入到仿真模型中，对其取不同大小误差值进行对比分析，得到了其误差上界，并通过误差补偿方法进行修正。

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第1章 绪 论

1.1课题背景、来源及研究的目的和意义

1.2国内外在该方向的研究现状及分析

1.3本文主要研究内容及结构安排

第2章 平面近场测量基本理论

2.1平面近场测量基本理论

2.2平面近远场转换方法

2.3平面近场测量

2.4本章小结

第3章 平面近场-远场外推变换数值仿真

3.1数学模型

3.2模型仿真

3.3地面高度对AUT辐射远场影响

3.4本章小结

第4章 平面近场测量误差分析

4.1幅相测量误差的数学建模与仿真分析

4.2有限扫描面截断误差仿真分析

4.3探头位置误差仿真分析

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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