校园电磁环境测量与相关性分析

本文针对某校园的电磁环境进行了测量与统计分析,展示了校园内电磁环境的空间分布情况,同时对比了不同区域电磁环境的分布,绘制了测量数据的概率密度函数图,得到了一些有价值的统计结果.这些实测数据和统计结果对于评估和分析电磁环境提供了必要的支持,对于电磁环境的理论分析方法也提供了可比对的数据.最后,本文提出了一种利用相关性来表征电磁环境复杂度的方法,利用两个场强探头同时采集空间中不同位置的电场幅值,对其电场幅值的时间序列做相关性计算,以此来评估电磁环境复杂度的高低,并给出三个不同区域电场分量与总场幅值的相关系数随距离变化图.     

高频单导体传输线模型及其乘积积分算法

低频情况下,可以使用经典传输线方程(电报方程)计算传输线网络沿线及负载上的电压和电流,由于采用了准TEM模近似,故经典传输线方程在处理更高频情况下的传输线问题时就不再适用.本文基于麦克斯韦方程和电磁散射理论,建立了高频单导体传输线方程,对该方程做低频近似即可得到经典方程;采用乘积积分方法对该高频方程进行数学变换,使其具有和经典方程类似的方程形式;根据边界条件和乘积积分解法最终计算出传输线沿线电流和电位分布.若干仿真算例证实,该模型及其方法可以给出和全波分析方法一致的计算结果,为精确分析高频传输线问题提供了全波分析之外的另一种途径.     

开有不同矩形孔缝的电大腔中场分布的统计分析

本文研究外部电磁波入射下开孔电大金属腔中的电磁场环境特征.由于电大尺寸带来的巨大计算代价和高频响应敏感性问题,很难通过由全波分析得到的特定条件下的场分布确定性解来评估腔内场环境的普遍规律.因此,本文研究了当矩形腔体上开有不同尺寸矩形孔缝时,腔体内部电场分布的统计规律,并且给出了可对开孔腔体内部电场均值、标准差以及电场值概率密度分布进行快速评估的图表.此外,还发现开孔腔体内电场各个分量概率密度函数与理想混响室中对应量的概率密度函数具有极高的相似性.上述统计规律可作为开孔电大腔体在设计阶段有效的参考依据,并可为相关的电磁兼容分析提供重要的指导.     

开孔矩形腔中场分布的数据模型化初步研究

为快速估算开孔矩形腔中的电磁场分布,本文提出一种数据模型化方法,对开孔矩形腔的全波分析数据结果进行模型化处理,即通过提取腔内场分布数据的特征参数,来重建场分布情况的原貌。计算实例表明,该方法的预测结果和全波分析结果吻合较好。该方法虽然是基于全波分析计算所得数据,但这些数据的计算过程可以预先进行,因此场分布数据的重建时间可以做到非常短。     

C波段三腔渡越时间效应振荡器的理论与实验

C波段三腔渡越时间效应振荡器是基于三腔谐振腔渡越时间效应的一种新型高功率微波器件. 首先对该器件的工作原理进行了简要论述, 并对径向绝缘二极管、三腔谐振腔、双间隙输出腔及圆波导斜劈天线等部分进行了详细的理论与实验研究. 用解析方法求出了三腔谐振腔的模式及场分布, 导出了三腔谐振腔非π模场的渡越时间效应规律. 最后给出了实验结果. 该器件在C波段产生了半高宽约为15 ns, 峰值功率超过400 MW的辐射微波, 束波转换效率为17%.     

基于等效传输线模型的腔体场分布快速算法

为实现外部电磁波照射下矩形金属腔内各点场值的快速有效计算,本文以等效传输线模型(TLM)方法为基础,建立孔缝耦合模型进行计算分析并编程实现.计算结果表明,等效传输线模型方法与三维全波分析商业软件的模拟计算结果吻合,但计算时间大大缩短.并且该方法计算结果与实验测量结果基本吻合,说明采用等效传输线模型算法计算腔体内的场分布是有效可行的.     

快速算法用于带孔缝金属腔屏蔽系数计算的比较研究

本文比较了TLM、ILCM和M-MOM三种快速算法在斜入射波和多面开孔情况下计算金属腔屏蔽系数(SE)的适用性,发现M-MOM在各种情况下的计算结果最为准确,ILCM无法计算多面开缝情况,而TLM不适用于电大尺寸情况.本文还研究了电磁波的入射角和极化角、孔缝长边、腔体内观测点位置及相对面孔缝位置等参数对SE的影响.结果表明单面开缝时SE随方位角、极化角增大而增大,随仰角增大而减小,而相邻面开缝的SE则由方位角和腔体尺寸决定.当孔缝长度接近或大于半波长时,SE不再随长度的增大而减小.腔体内观测点位置不同,SE有不同的变化特性,因此仅用腔体中心点位置上的SE表示腔体的屏蔽效能是不够的.当屏蔽腔不可避免需要开缝时,应尽量选择开等效面积较小的孔缝.     

高频场线耦合分析方法比较

研究了基于广义传输线理论的迭代法、渐近法和基于经典传输线理论的辐射场叠加修正三种方法求解高频场线耦合问题的适用性.通过比较这三种方法应用于不同传输线结构的计算结果,并与全波分析软件NEC结果进行比较,发现基于广义传输线理论的方法在低频和高频时都可获得场线耦合问题的准确解,而经典传输线模型在高频时传输线近似条件得到破坏从而求解误差较大.此外,基于经典传输线理论的辐射场叠加修正方法用于高频时,计算结果相较于经典传输线理论得到很大改善.在此基础上,给出了三种高频场线耦合分析方法的适用条件和优缺点,并通过实验验证了计算结果的有效性.该研究对电磁兼容领域中场线耦合分析具有很好的参考意义.     

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.     

开孔电大腔中场分布的统计分析

本文讨论了电大金属腔的孔缝耦合问题.采用开孔矩形腔的一种快速分析方法,来计算腔内电磁场分布;对入射波入射角度的微小变化和腔体几何结构微小变化带来的高频响应敏感性问题进行了研究;针对高频响应敏感性使确定性规律难以存在的情况,采用统计分析方法得到腔内电磁场空间分布的统计结果.研究表明,在入射波入射角度微小变化或者腔体几何结构微小变化时,腔内电磁场分布具有较大变化,但统计分析结果却具有较好的稳定性且随着频率升高稳定性越发明显,显示统计规律具有良好的普适性.这些统计规律可为电磁兼容分析和电磁效应评估提供重要的指导