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随着电波暗室建设的普及,电波暗室的设计方案越来越受关注,利用数值计算的方法预估电波暗室的性能为其设计提供了便利的条件。但是由于电波暗室的电大尺寸特性,以及吸波材料复杂的阵列结构,完全模拟电波暗室实物建模为计算求解带来的沉重的计算量是难以估量的。在低频段,电波暗室和吸波材料的电尺寸较小,吸波材料阵列的尺寸远小于波长。我们可以近似认为这时的稳态场是随着介质结构呈周期分布。通过对周期单元(胞元)进行均匀化等效,水平方向使用有效电磁参数的均匀材料代替原周期分布材料,垂直方向用分层的方法等效角锥的周期渐变结构,从而大大的降低电波暗室建模的复杂度及仿真的计算量。本文通过对电磁参数测试原理及复合型材料的有效电磁参数的分析总结,首次提出应用传输/反射法计算周期阵列吸波材料的有效电磁参数等效模型的新方法。通过建立同轴的传输/反射模型,计算吸波材料阵列各个分层单元的有效电磁参数,并代入到吸波材料的均质分层模型当中求解等效后的反射率。依据文献[1][2],选用Hashin-Shtrikman下边界计算实心聚氨酯角锥阵列的有效电磁参数的等效模型,并将该两种等效模型的反射率值与原三维角锥阵列模型的反射率进行分析对比验证,证实了新方法的有效性。最后将分层模型引入到电波暗室模型当中就行全波仿真求解,得到在选用不同类型和尺寸的吸波材料的条件下,预测电波暗室的各个性能指标,实现电波暗室设计的目的。在电波暗室的性能仿真中,主要针对的性能指标是半电波暗室的归一化场地衰减(NSA),选择半波偶极子作为发射天线,接收端用场探点来等效接收天线。接收区域是距发射天线3m,距地面1~4m的区域。用类似的方法可以得到传输损耗和场均匀性。计算传输损耗(NSTL)时固定发射天线,接收天线同样用场探点来等效。通过探测出的电场进行进一步求解。场均匀性(FU)的接收端探点按照场均匀性测试标准设置,通过对提取出的场强操作得出场均匀性指标。本文的选用的仿真工具是Ansoft公司开发的高频结构仿真软件HFSS。该工具基于有限元算法,对高频场求解可以得到很高的精度,目前广泛应用于微波工作领域。