源攪拌混響室設計與評估方法研究.pdf

1、隨著各種電子產品和設備爆炸式的增長，電磁環(huán)境越來越復雜，電子設備的電磁兼容性能受到了前所未有的重視。無論是軍用還是民用的電子設備，電磁兼容性能的測試都需要在符合標準要求的場地進行。常見的電磁兼容測試場地有開闊試驗場、微波暗室和電磁混響室等。隨著近年來對電磁混響室研究的不斷深入，電磁混響室已經成為幾種主要的電磁兼容測試場地之一。電磁混響室用于電磁兼容測試具有造價低、可提供大場強測試、測試頻帶覆蓋廣等優(yōu)點，已經廣泛的應用在汽車、航空航天、武

2、器制造等領域。
　　源攪拌混響室是電磁混響室的一種，與傳統(tǒng)的機械攪拌混響室相比，源攪拌混響室結構更簡單，工作區(qū)域更大，具有較高的研究價值和應用前景，因此本文對源攪拌混響室進行研究。針對源攪拌混響室現階段研究存在的仿真速度慢，最低工作頻率和腔體邊界評估不準確，腔體發(fā)射天線占用空間過大，低頻性能不良等問題，本文從三方面對源攪拌混響室進行研究。本文的主要研究工作和創(chuàng)新內容體現為:
　　1、源攪拌混響室快速仿真算法的提出和仿真實現:

3、提出了源攪拌混響室的快速仿真方法，所提算法可利用無耗腔體的計算得到有耗腔體中的頻域結果，去除了使用FDTD方法仿真有耗源攪拌混響室時電場的穩(wěn)定速度慢對仿真效率的影響，仿真效率大幅提高。具體內容包括:研究了電磁混響室的衰減機制，分析和推導了源攪拌混響室中表示腔體內各種損耗機制的品質因數值，建立了有耗源攪拌混響室仿真模型，利用FDTD仿真算法得到腔體內時域結果。建立了與上述有耗腔體尺寸相同的無耗腔體，仿真得到了無耗腔體中的電場分量的時域結果

4、并使用時間窗口和衰減函數對此信號進行處理。利用快速傅里葉變換對有耗腔體中和無耗腔體中處理過的場強分量時域結果進行時頻轉換得到對應電場分量的頻域信號。通過仿真結果可知，使用快速仿真方法可以通過無耗腔體FDTD仿真和后處理計算快速準確得到有耗腔體內的頻域結果。
　　2、源攪拌混響室性能評估方法研究:AD檢測矩陣對源攪拌混響室的最低工作頻率和工作區(qū)域邊界的判斷更加準確，減小源攪拌混響室性能評估過程中由評估方法帶來的誤差。
　　首先

5、證明了源攪拌混響室中電場應該滿足的理論概率分布，分析了統(tǒng)計量與理論分布函數的關系，利用數值方法得到了各電場量的理論概率密度函數曲線和積累分布函數曲線。然后給出了源攪拌混響室完整攪拌周期內的電場樣本集合的生成方法，并對樣本值進行了Anderson-Darling擬合度檢驗。提出了AD擬合度檢驗矩陣的構造方法和處理方法，分析了AD檢驗矩陣用于源攪拌混響室工作區(qū)域和最低工作頻率的評估方法，比較了AD檢測矩陣評估方法與其他評估方法的區(qū)別，驗證了

6、評估方法的有效性。
　　3、新型源攪拌混響室設計方面:分析了形狀、尺寸對源攪拌混響室最低工作頻率、模式數量、模式密度和模式間隔的影響，設計具有較低的最低工作頻率的腔體。主要應用平面波譜和模式展開理論，分析了源攪拌混響室陣列天線的陣元間距，同時激勵的陣元數量和陣列天線距離腔體壁之間的距離等因素可能對腔體產生的影響。設計了不同激勵方式的仿真模型，使用本文提出的FDTD快速算法得到了每個模型的數值計算結果，利用本文提出的AD檢驗矩陣驗證