微波暗室的综合设计

摘要

微波暗室的建造是一项很复杂的工作，花费的人力物力都很大。建成的微波暗室很难再改变，可重塑性差。在建造暗室前，如果能对需要建造的暗室进行分析、建模、仿真，则可以很好的指导微波暗室的建设，从而减少建造的时间和花费，来达到预期的微波暗室性能。本文从微波暗室的基础理论分析出发，在微波暗室工作的高频段和低频段两个大的方面，详细讨论了在不同频率下建造微波暗室的尺寸、暗室铺设的吸波体、发射天线的特性这几个方面。通过设计验证来达到微波暗室静区的大小、最大反射电平、交叉极化度、场幅均匀性、路径损耗等要求。微波暗室结构尺寸的电磁效应、发射天线特性、吸波材料特点在不同频段的差别都很大，于是对于不同频段的微波暗室计算使用不同的数值计算方法。取得的主要成果和结论有以下几个方面：
　　（1）根据发射天线的辐射特性、位置和微波暗室静区的尺寸大小、位置通过几何光学法确定了微波暗室的几何尺寸。
　　（2）详细讨论了吸波材料的电磁特性，推导出材料电磁参数和其表面反射系数之间的具体关系，并通过HFSS、CST软件仿真计算验证，结果符合很好。
　　（3）通过几何光学法对高频段的微波暗室电磁性能进行了建模计算，特别是对于暗室铺设吸波锥的复杂电磁环境通过几何建模推导提出了具体计算步骤和方法。对把不规则吸波体等效平板型吸波体的微波暗室进行了最后的结果运算，运算结果能很好的符合设计的要求。
　　（4）对低频段的单个吸波锥进行了分层离散化的MATLAB建模处理，用TLM传输线法产生平面波对其进行照射，来模拟暗室中局部平面波对吸波锥的照射。通过对发射源对数周期天线的TLM网格建模，对等效平板型吸波体的微波暗室进行了最后的结果运算，运算结果也能很好的符合设计的要求。
　　（5）在用TLM法模拟低频段微波暗室中的电场分布时，求暗室中的反射场提出了自己的想法，用惠更斯源的思想代替了用总场减去直射场的方法，结果中的毛刺现象大大的减少。
　　（6）把暗室设计的思想方法和模拟检验过程通过MATLAB的GUI功能集合到了一起。用户通过界面的设置可以方便快捷的得出需要的结果，对于不同的计算场合，用户能根据自己的要求修正发射天线的各种参数，对于结果能以三维图、二维图和列表等形式表达。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容安排

1.4 论文结构安排

1.5 本章小结

第二章 微波暗室的设计要求

2.1 工作频率

2.2 微波暗室静区

2.3 发射天线的特性

2.4 菲涅尔区

2.5 本章小结

第三章 微波暗室设计方案

3.1 发射位置和接收位置

3.2 暗室的大小和形状

3.3 屏蔽材料

3.4 吸波材料的选择

3.5 本章小结

第四章 模型建立和验证

4.1 MATLAB语言简介

4.2 无源微波暗室模型

4.3 高频段有源暗室模型

4.4 低频段有源暗室模型

4.5 本章小结

第五章 软件实现和应用

5.1 软件的编写

5.2 软件界面的组成

5.3 软件的使用流程及结果

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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