兼并模对混响室场均匀性影响的仿真分析

为了研究兼并模对混响室场均匀性的影响,用FEKO软件建立了2个体积大致相等的矩形混响室壳体模型.1号混响室的尺寸为5 m×4 m×3 m,2号混响室尺寸为4 m×4 m×4 m,2号混响室存在简并模.2个混响室采用相同的机械搅拌器,分别计算2个混响室测试区某个矩形区域8个顶点的电场强度,计算各电场分量的以及总的标准偏差.结果表明,2号混响室场的标准偏差大于1号,说明兼并模的存在导致了混响室场均匀性的下降.     

扫频实现混响室频率搅拌的仿真和实验研究

频率搅拌混响室具有节省建造成本、提供更大的测试空间、减少测试时间等优点,尤其适用于小混响室,应用前景广阔。计算了给定工作频率下混响室的谐振模式,对频率搅拌的有效性进行理论分析。分别采用FEKO建模仿真和试验两种方式,测量工作区域8个顶点位置的场强值,运用IEC61000-4-21中关于场均匀性的评价标准对测量结果进行检验。结果表明场均匀性均符合标准要求,从而验证了频率搅拌混响室的有效性。在此基础上通过设置对比仿真,比较了中心工作频率在200 MHz,搅拌带宽分别为6 MHz、10 MHz、20 MHz时场均匀性的情况。结果表明随着带宽增大,场均匀性可以得到一定程度改善,但并不明显。     

混响室与均匀场临界辐射干扰场强等效测试方法

为解决混响室条件下设备的临界辐射干扰场强测试结果与均匀场相关性较差的问题,提出了一种基于不同测试场地EUT的接收功率相等的临界辐射干扰场强测试方法.首先通过理论推导,得到混响室条件下被测设备临界辐射干扰场强计算公式;然后采用电磁场仿真软件FEKO,建立混响室和均匀场的仿真模型,在理想情况下验证了理论的正确性;最后以ETS 3142E型天线为被测设备,分别在混响室和开阔场中对该方法进行了试验研究.结果表明:该方法得到的临界辐射干扰场强与均匀场有较好的一致性;由于考虑了混响室的全向辐照电磁环境,测试结果具有较小的相对误差.      

混响室内空间特性测量

主要研究混响室内场分布的空间特性统计模型,对自制的混响室内场分布的空间相关特性进行测量,与理论模型空间相关函数SCF进行对比分析.研究结果是在一定频率范围内观察得到的,即从不理想,欠模状态到理想.多模或过模状态的操作.从这些实验结果中可以得到混响室操作的低频限制标准.     

基于模式理论的混响室概率统计模型在场线耦合分析中的应用

混响室作为一种新兴的电磁兼容测试设备具有重要的应用价值.混响室的概率统计模型是描述混响室内的场环境的有效方式.本文研究了已有的混响室的概率统计模型,应用蒙特卡洛方法模拟了基于模式理论的混响室模型,对混响室内的场线耦合问题进行了深入的研究.获得了混响室中单导体传输线终端负载响应的数值解,与已有的结果对比较为吻合,并通过对传输线与腔壁距离变化的研究,讨论了混响室内的场均匀性,这也意味着基于模式理论的概率统计模型能够更精细地描述混响室电磁环境.     

基于FDTD的混响室场均匀性仿真分析

为了确定由中国传媒大学制作的小体积混响室的场均匀性工作区域,本文通过电磁仿真软件GEMS建立了实际混响室的三维电磁模型,采用并行FDTD方法对混响室内的场均匀性进行仿真分析,计算出划定工作区域的8个顶点的电场,再通过数据处理得到场的标准偏差 仿真结果表明,此次划定的测试区域满足IEC 61000-4-21中关于混响室场均匀性的判定标准.     

混响室FDTD仿真中归一化场强的计算与实验验证

采用时域有限差分(FDTD)法对尺寸为10.5m×0.8m×4.3m的混响室进行了三维仿真计算,为实现仿真与实测结果关于归一化电场强度的直接对比,给出了仿真电场值的归一化计算方法,并做出实验验证.结果表明:所提出的处理方法是合理可靠的,归一化电场强度与激励源无关,是表征混响室自身谐振特性的参量,因此可用频域测试结果对时域仿真结果进行实验验证,这为基于时域宽频仿真的混响室优化设计提供了有益参考.     

电磁辐射敏感度混响室量化测试方法

针对混响室环境电磁辐射敏感度定量测试的技术需求,分析了现有测试方法的局限性,指出了存在的问题.从混响室电磁场统计分布规律和电磁辐射效应机理出发,建立了受试设备（EUT）临界干扰场强与混响室测试环境电场强度有效均值、EUT受扰概率和等效天线方向性系数最大值之间的关系.统筹考虑效应类型、等效天线耦合效率等因素,从用频设备干扰与损伤效应、强场电磁辐射效应和测控设备扰动效应等3方面,给出了EUT等效天线方向性系数的选取原则和拟合公式.测试过程中使EUT的干扰概率保持在10%~60%、混响室搅拌位置数在30~50时,混响室与均匀场环境中EUT临界干扰场强测试结果之间的误差在3 dB左右.某型军用超短波通信电台带外强场电磁辐射关机-重启效应、电源模块测控扰动效应临界干扰场强测试结果表明:混响室与均匀场环境EUT的电磁辐射临界干扰场强测试值随辐射频率的变化规律一致,二者之间的最大测试误差为5 dB,能够满足工程测试需求.      

混响室三维数值仿真的研究进展

基于混响室理论及数值仿真的特点,对比了用于混响室仿真的频域和时域算法,讨论了仿真模型的验证方法;回顾了混响室频域仿真的研究动态,阐述了利用时域有限差分算法对混响室进行时域仿真的方法步骤,结合激励源的选择探讨了宽频仿真和频率搅拌的实现,指出损耗处理是混响室时域仿真的关键问题,并分析了2种处理损耗的方法;对计算时间做出对比分析.     

混响室和开阔场中单极子感应电流相关性仿真

为了研究混响室和开阔场中电磁辐射敏感度测试的相关性,采用电磁仿真软件FEKO分别建立混响室和开阔场的物理模型,在混响室和开阔场共同的工作频带(170MHz到1GHz范围)内选取6个频点(200,350,500,650,800,950MHz),在每个频点,对放入混响室和开阔场中一个电小尺寸的单极子天线上的感应电流和其所在位置的电场强度分别进行计算,对计算所得数据进行统计分析。结果表明:混响室和开阔场中单极子归一化感应电流具有很好的相关性。     

基于遗传算法的混响室桨叶夹角优化数值分析

采用电磁仿真软件FEKO对混响室仿真模型进行数值分析,以表征混响室测试区域场均匀性的电场标准偏差值为目标函数,结合遗传算法对混响室搅拌器桨叶夹角进行优化,得到了桨叶夹角的最优解以及相应的测试区域的电场标准偏差值.研究表明,桨叶夹角处于最优配置时,测试区域各轴向电场标准偏差较初始状态分别下降了23.5%,28.8%,73.0%,总标准偏差下降了44.1%,说明通过优化改善了测试区域的场均匀性,提高了混响室用于电磁兼容测试时的准确度.     

混响室环境下小屏蔽体屏蔽效能测试系统

混响室可以用较小的功率在大的测量空间获得高的场强和大的动态范围,具有用途广泛、节约测量空间、节省经费等优点,利用混响室技术进行电磁兼容性测试已经成为一个新的研究热点.针对目前国内外缺少混响室环境下小尺寸屏蔽体屏蔽效能测试标准的现状,利用虚拟仪器技术设计和开发了一套小尺寸屏蔽体屏蔽效能自动测试系统.实验结果表明:该测试系统不用回避屏蔽体自身谐振频点的测量,能够实时计算和显示屏蔽体的屏蔽效能,且测量结果重复性好,5次测量数值最大偏差约为1 dB,变异系数小于0.032.     

通风孔对混响室场均匀性的影响

在混响室场均匀性和校准的基础上,从能量的角度出发,数值分析不同形状、大小和占空比(镂空面积与孔面总面积之比)通风孔对混响室内部电磁能量的泄漏和均匀性的影响。相较方形孔,圆形孔的电磁泄漏更小,场强标准方差相差11.15d B;孔面积越小,占空比越小,泄漏越小,标准方差分别相差12.75 d B和19.02 d B。以实验室混响室为研究对象进行实际测试,减小通风孔占空比很好地改善了混响室场均匀性。数值分析和实测结果表明:通风孔是混响室内外电磁能量耦合的主要通道之一,影响到混响室内的局部能量密度和总场均匀性;孔的形状、面积和占空比是其影响因素,且占空比占主要地位。     

椭圆谐振腔谐振模式场分布的计算

通过分离变量的方法,利用椭圆谐振腔所满足的边界条件,得到椭圆谐振腔内所有模式的电磁场分布的解析表达式,由此可判断TM_(010)~e模和TM_(111)~e模是椭圆谐振腔的2个最低模式,从而得到这2个模式的场分布的解析表达式.通过数值计算,给出椭圆谐振腔中2个最低谐振模式TM_(010)~e模和TM_(111)~e模在某一横截面的场分布图,这对形象直观地认识椭圆谐振腔中电磁场的分布,把握椭圆谐振腔各式模的特性具有重要的意义,计算结果为椭圆谐振腔的设计提供理论依据.按照同样的方法可计算其他模式的场分布图.     

混响室条件下小尺寸腔体屏蔽效能测试

针对小尺寸腔体屏蔽效(SE)能难以测试的问题,对频率搅拌嵌套混响室法SE测试中天线效率的影响加以修正;并利用感应电动势法对壁面单极子天线的响应进行推导,得出其能够用于检测混响室内场环境的结论.利用该结论,采用频率搅拌+壁面单极子天线的改进测量模式,对某装备电气系统模块箱体的SE进行测试研究.测得的S₂₁参数证明了频率搅拌调节场分布的有效性;而低频段的S₂₁均值曲线说明混响室内能量随频率变化呈现一定震荡特性. SE计算结果表明,箱体在过模状态下(3~13 GHz)的屏蔽效能力从20 dB逐渐减弱到5 dB,并且测试结果与天线位置的选取无关,若忽略天线效率可导致多达10 dB的测量误差,这在实际测试中需要引起重视.      

混响室内环境场强测量位置选取方法的仿真分析

为解决在混响室条件下进行装备辐射敏感度测试时环境场强难以度量的问题,运用电磁仿真软件FEKO基于平面波叠加原理构建混响室模拟场环境模型,采用隔离参数法仿真分析不同方向角、极化方向和相位角平面波辐照下环境场强位置选取准则;理论推导模拟混响室场环境的场强度量方法,并验证其正确性.最后,仿真分析了12个搅拌器位置下不同相对距离处的平均场强与环境场强的相对误差,并分析了受试设备电尺寸对测试位置选取的影响.结果表明,当测试相对距离大于0.10时,相对误差能够保证在±1.00dB,可应用于混响室环境场强的测试.     

基于模式理论的混响室概率统计模型及其蒙特卡罗模拟

混响室作为一种应用越来越广泛的电磁兼容测试设备,其内部电磁环境的研究受到越来越多的重视.研究混响室内电磁场量的概率统计特征,对于混响室理论分析、统计电磁学理论以及混响室电磁环境的数值模拟具有重要意义.传统代表性的角谱模型由于不考虑混响室尺寸形状,使得室内不同位置采样点具有完全相同的电磁场量统计特征,从而无法刻画不同采样点的差异性.本文结合谐振腔模式理论和蒙特卡洛方法,提出了一种全新的混响室概率统计模型,该模型不仅与角谱模型非常等效,还能体现不同位置采样点具有的不同电磁场量统计特征,从而为混响室统计分析提供了另一种全新的思路.     

非均匀磁场条件下CQED模型中的原子囚禁

应用一种半经典的方法求解了非均匀磁场中的CQED模型，借助于数值模拟发现了该模型中原子的囚禁与混沌运动以及三模激光场之间的关联耦合等特征，并讨论了激光场的强度、频率和非均匀磁场的磁场强度在数对原子囚禁的影响，其物理图像直观、清晰。     

三模-单模体系安全时钟系统设计

为解决铁路信号系统现有安全时钟体系可用度较低的问题,提出了一种三模-单模体系的安全时钟系统,分析了该系统与传统安全时钟体系的可用度问题,理论推导证明了在长期工作条件下该方法与现有设计方法相比,可大幅度提高系统可用度。在此基础上,根据铁路信号系统设计中的特殊要求,提出了其中关键模块——比较模块的设计方法,该方法利用Gray码计数器对时钟频率进行三模冗余,并将频率进行两两比较,其结果送入多数表决器进行时钟有效性判别,为系统提供频率稳定的安全时钟。仿真试验结果表明该设计方法能有效防止时钟频率漂移产生的危险输出。     

混响室漫射场下典型线缆网络响应规律分析

为研究复杂电磁环境对多导体传输线干扰特性,进一步分析场线耦合规律,通过对多列入射波在空间角上离散模拟腔室内复杂电磁环境.利用Agrawal场线耦合理论分析树形、环形等线缆网络各节点处的响应信号,并搭建实验系统进行实验验证.结果表明:利用多列波叠加的方法能较好地模拟混响室的电磁环境,可用于混响室场线耦合方面的研究.混响室条件下,线缆网络节点频域感应信号幅值随频率升高而降低,且在某些频点出现电流峰值.干扰信号为双指数脉冲时,线缆网络节点的时域响应信号呈现震荡衰减规律,衰减时间与网络结构有关.