一种宽带电磁辐照实验装置的研究

摘要

随着经济的突飞猛进和信息时代的来临，移动通信和各式的电器设备更加普遍的运用于人们的生活以及周边环境，它为人们带来了丰富的科技财富以及前所未见的新科学，与此同时，更将使人类生活暴露于一个电磁辐照的环境之中。而目前对于电磁辐照实验装置主要还集中在低频段的研究，如工频和移动通信频段，频带范围较宽的电磁辐照实验装置的研究却很少见到。随着可用频率范围的加宽，之前研究的DC-3GHz频带已经不能满足实验的要求，而且其辐射装置体积庞大，自动化性能低，这对于实验研究是非常不利的。
　　本文对DC-6GHz宽带电磁辐照实验装置进行了理论和算法分析、建模仿真以及实际加工。宽带电磁辐照实验装置工作于DC-6GHz频带范围，要求其在频带范围内剩余反射较少，传输性能较好，即在DC-6GHz内回波损耗要小于-10dB。考虑到加工因素，对辐照实验装置进行了修改优化，将仿真与实际加工结合。宽带电磁辐照实验装置采用同轴不连续性和阻抗匹配作为理论支撑，并用有限时域差分法(FDTD)对同轴结构及不连续性进行了分析，利用过渡结构以及凹槽处理对产生不连续性的地方进行补偿，利用CST仿真软件进行建模、仿真设计，选取相匹配的射频连接器，最终设计了一种基于锥形结构的同轴宽带电磁辐照实验装置。优化结果与实际测试分析有较好的一致性，在DC-6GHz宽带范围内回波损耗均小于-10dB。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外的研究现状

1．3 本文的主要研究内容与章节安排

第2章 时域有限差分方法

2．1 时域有限差分法的发展历史

2．2 时域有限差分法的基本原理

2．2．1 麦克斯韦方程和Yee差分网格

2．2．2 数值稳定性和数值色散

2．2．3 吸收边界条件

2．2．4 模拟激励源

2．3 时域有限差分法的优点及应用

2．4 本章小结

第3章 同轴不连续性及FDTD建模

3．1 传输线理论

3．1．1 同轴线传输的主模

3．1．2 同轴线尺寸的选择

3．2 同轴传输线不连续性以及补偿

3．2．1 同轴连接器的设计原则

3．2．2 同轴传输线不连续性

3．2．3 同轴传输线不连续性的补偿

3．3 电磁辐射腔的FDTD建模

3．4 本章小结

第4章 宽带电磁辐照实验装置的设计

4．1 宽带电磁辐照实验装置的概述

4．2 阻抗匹配

4．3 宽带电磁辐照实验装置的尺寸设计

4．3．1 同轴内外圆柱体半径尺寸

4．3．2 锥形尺寸

4．3．3 介质支撑子尺寸

4．3．4 电磁辐照实验装置尺寸

4．4 电磁辐照实验装置的仿真结果与分析

4．4．1 有限积分法与CST软件

4．4．2 电磁辐照实验装置的仿真结果分析

4．4．3 射频连接器的仿真分析

4．4．4 电磁辐照实验装置和射频连接器的联合仿真

4．5 电磁辐照实验装置的优化与分析

4．6 本章小结

第5章 电磁辐照实验装置的加工与测试

5．1 电磁辐照实验装置的加工与测试

5．2 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 本文的工作总结

6．2 本文存在的不足及未来的工作展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介