【摘 要】
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高频无线电子设备的大量使用产生新的电磁干扰源,亟待需求更好的电磁环境模拟技术来真实地模拟现实世界的电磁环境。混响室是一种能更好地模拟现实世界的电磁环境技术之一,能更精确地实现电磁兼容测试。混响室能够形成统计均匀电场的电磁测试环境,具有成本低,场强大等诸多优点。在建造混响室前,往往需要仿真建模设计,设计其外部尺寸、搅拌器的参数、天线的参数等各项内容,以使其达到最佳性能。以往的混响室研究,主要通过仿真
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高频无线电子设备的大量使用产生新的电磁干扰源,亟待需求更好的电磁环境模拟技术来真实地模拟现实世界的电磁环境。混响室是一种能更好地模拟现实世界的电磁环境技术之一,能更精确地实现电磁兼容测试。混响室能够形成统计均匀电场的电磁测试环境,具有成本低,场强大等诸多优点。在建造混响室前,往往需要仿真建模设计,设计其外部尺寸、搅拌器的参数、天线的参数等各项内容,以使其达到最佳性能。以往的混响室研究,主要通过仿真与实验优化的方法提高场强均匀性等混响室性能。但针对如何确定混响室测试区域均匀场的方法研究目前还没有见诸报端,由于IEC 61000-4-21《电磁兼容性测试方法——混响室测试方法》的国际标准只规定了待测区域的上限,待测区域的具体位置并不明确。实际测试时,混响室的场强均匀性校准后的可用区域也常常并不会全部占满,实际测试区域的高精度定位至关重要。因此,对小于可用区域的待测设备测试的位置确定成为一个亟待解决的问题。针对该关键问题和挑战,本论文进行了混响室场强均匀区域分类定位方法的研究,取得了如下成果:(1)本论文首先提出了一种混响室场强均匀区域仿真分析方法,基于该仿真方法进行了机械搅拌器的折数与分段形貌的定性优化,最终仿真设计了 4.87m*3.87m*2.78m的目标混响室,在150~450 MHz很好地满足了 IEC 61000-4-21标准要求的场强均匀性,且场强均匀性指标仅为2.1852 dB,该仿真方法为实际混响室设计与建造提供了有效的参考。(2)本论文结合实际工程应用的测试需求,提出了一种广义场强均匀性指标。并根据混响室最常用的四种测试——辐射抗扰度测试、辐射发射测试、天线效率测试、屏蔽效能测试的实际范例,对应于一维敏感型场强均匀区域、二维敏感型场强均匀区域、三维敏感型场强均匀区域、三维非敏感型场强均匀区域四种典型应用场景,提出了混响室场强均匀区域分类定位方法。利用单次仿真得到的数据,对其进行了精度达0.01 m的模型建立与范例求解,确定了每种典型应用场景的最佳场强均匀区域坐标,具有求解速度快,计算方便的优势。同时结合实际应用,提出了球形场强均匀区域的求解定位方法,实例中相同体积待测区域,场强均匀性性能提升0.34 dB。为混响室实际测试方案中不同待测设备具体测试区域位置的确定提供参考意见,为异形场强均匀区域的确定提供了一种思路,让混响室实际测试的结果更加准确、合理。(3)本论文设计了一套完整的混响室集成测试系统,详细阐述了该系统的框架与基本原理。同时,还开发了该测试系统的混响室集成测试软件,通过该软件可以自动化地对混响室进行场强均匀性校准、辐射抗扰度测试与辐射发射测试,同时拥有清晰的架构与逻辑,为混响室的实际应用提供了方便快捷的使用方法。
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