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.      

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.      

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。     

效应物置入对环境电磁辐射场强测试的影响

为降低效应物置入对环境电场强度测量的影响,提高电磁辐射敏感度测试准确度,采用电磁场数值计算与实验验证相结合的方法,以正立方良导体作为效应物的模型,分别研究了效应物置入均匀电场环境或电磁混响室中导致的电场分布变化规律,以效应物置入前的环境电场强度作基准,确定了在典型方位测量环境电场强度时由于电场畸变导致的相对误差,给出了测量误差随距效应物相对距离的变化曲线.研究结果表明:在效应物前端面对角线方向测量环境电场误差较小,当相对距离l/λ>1时,均可将环境电场强度的相对误差控制在±10%以内,低频测量时,测试距离处于（0.15~0.25）λ之间时,环境电场强度测试误差可控制在15%以内,满足测量误差要求;混响室中置入效应物,电场畸变主要影响其表面附近的平均场强分布,只要偏离效应物表面大于0.4λ,效应物置入引起的电场畸变对环境电场强度测量造成的误差就能控制在2 dB以内;距离效应物表面（0.5~0.9）λ时,电场相对误差更小,建议在该范围内进行环境电场强度测试.      

混响室条件下辐射敏感度表征方法研究

为确定混响室条件下辐射敏感度的表征方法,分别对混响室步进模式和连续模式下的电磁环境特征进行分析,得出可能的几种表征方法. 再将某型电子设备分别在两种工作模式下进行电磁辐射敏感度测试,利用几种可能的表征方法分别得出其测试结果,并对各个表征方法进行分析. 基于贝塞尔公式对各个可能的表征方法进行重复性及不确定检测. 结果表明,为了获得良好的测试可重复性及不同模式的测试结果相关性,混响室步进模式时,可采用多个步进位置的平均值作为辐射敏感度的测试结果;混响室工作于连续模式时,应当选择适当的统计平均时间参数对测试结果进行表征.      

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.     

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.     

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.     

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.     

带电粒子在时变电磁场下的运动

基于经典洛伦兹力方程,对带电粒子在正交时变电/磁场及平面波电磁场作用下的运动规律进行了研究;通过方程的解,分析了带电粒子在静场、时谐电场、时谐磁场、正交时谐电/磁场及平面电磁场等几种典型情况下的运动特性;结果表明:粒子在不同的条件下有不同的运动规律,除少数情况外,在电场方向都存在周期运动,但静场与时变场的周期不同;沿波矢方向的速度与电场方向的速度满足圆方程关系;在平面波时,粒子电场方向的速度满足波动方程;在高频场中,粒子主要受初值条件的影响;结合数值仿真,模拟了带电粒子运动的一般轨迹并讨论了经典洛伦兹力方程的适用性。     

混响室条件下临界辐射干扰场强测试的影响因素分析

为了对前期提出的混响室条件下临界辐射干扰场强测试方法进行规范和完善,分析了影响测试结果准确性的因素,得到了不同条件下测试误差的变化情况.发现被测设备的电尺寸是影响该方法适用范围的主要因素,通过试验研究了电尺寸减小对测试结果的影响.结果表明,当被测设备电尺寸较大时,通过合理选择测试参数,可以将测试误差控制在3 dB以内;当被测设备电尺寸较小时,该方法的不确定度会增加,误差可能会大于3 dB.因此,该方法更加适用于电大尺寸设备的临界辐射干扰场强测试.      

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。     

混响室搅拌器搅拌速度及工作模式对测试结果的影响

进行了设备在混响室不同模式、不同搅拌速度下的电磁辐射敏感度实验,研究了连续模式下不同搅拌速度对设备敏感度阈值的影响,对连续模式较低转速(1.5 r/min)下与步进模式下的测试结果进行了对比分析。结果表明:混响室处于连续工作模式时,由于较高转速会产生较复杂的电磁环境,受试设备的敏感度会提高;且经对比发现,设备在该模式下的敏感度阈值会低于混响室在步进模式下的测试结果。     

基于改进人工势场法的动态环境下无人机路径规划

基于传统人工势场法,在相对位置引力场和斥力场函数中分别引入目标与障碍物的速度矢量,将其位置动态变化信息融入在改进后的相对速度引力场和斥力场中,引入相对位置引力、相对速度引力、相对位置斥力、相对速度斥力等比例调节因子,建立改进后的人工势场函数及多障碍物合力函数,并在模拟环境下进行仿真。结果表明,该改进人工势场法能满足无人机在目标与障碍物动态变化条件下的路径规划的安全性、实时性和可达性,并提高了动态环境中无人机的跟踪与避障速度。     

电瓷绝缘子破损对整串场强电位分布的影响研究

由于电瓷绝缘子的脆性特性,在过电压或外界应力的作用下会使电瓷绝缘子的伞裙发生局部破损.伞裙的不同破损位置,以及不同的破损片数会对整串绝缘子的最大场强、均压环上的场强和伞裙的电压承担值产生不同的影响.本文通过有限元法对电瓷绝缘子串进行建模分析,设电瓷绝缘子串中存在破损伞裙,并通过改变伞裙破损的片数、伞裙破损存在的位置,探讨对整串绝缘子的最大场强以及均压环上场强、破损处伞裙场强以及单片伞裙承担的电压值影响.结果表明：单片或多片绝缘子破损时,会影响整串最大场强分布,破损位置处于高压端时,会进一步增加均压环上场强与第1片钢脚与水泥连接处最大场强值;破损位置处于中、低压端时,整串最大场强、均压环上最大场强相对偏小,多片破损时表现规律更为明显;高压端伞裙破损时,场强发生严重畸变,沿面伞裙电压分布变得更加不均匀,中、低压端破损影响相对较小,多片伞裙破损时,规律同单片一致.其仿真结果对场强电压的畸变提供理论性依据,对线路安全稳定运行有一定的指导性作用.     

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.     

用矩量法求解任意截面理想导电柱体的电磁散射

本文应用矩量法计算并研究了E一平面波入射时不同截面的理想导电柱体表面上感应电流的分布、远区散射场和柱体近区场强分布.数值计算结果与解析解及实验值符合得很好.     

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。     

应变模态在检测桥梁钢筋损伤中的性能研究

在用大型有限元分析软件ANSYS建立钢筋混凝土单跨简支梁实体模型的基础上,通过对混凝土中的钢筋在单一位置,不同位置相同损伤程度,不同位置不同损伤程度的多种损伤工况下,进行了全面的数值仿真模拟,对应变模态在钢筋混凝土桥梁检测中对钢筋损伤定位及相对损伤标定方面的性能进行全面的研究测试.研究结果表明,应变模态对梁底受拉钢筋的腐蚀损伤具有良好的敏感性,能准确地标定损伤的位置及相对损伤程度.