频率搅拌嵌套混响室法箱体屏蔽效能计算与测试

为实现对小尺寸箱体电磁屏蔽效能的测试,对嵌套混响室法在频率搅拌方式下的测试原理进行了分析,并从散射参数的定义出发,推导了屏蔽效能的计算方法。根据该方法,在某大型混响室内构建测试系统,利用喇叭天线与制作的单极子天线,对体积为1 m×0.8 m×0.7 m的箱体屏蔽效能进行了测试。测得的S21参数证明了频率搅拌调节场分布的有效性,而S22参数验证了混响室内测得的天线反射系数要高于其实际真值。进一步数据处理表明:屏蔽效能测试结果与天线位置的选取无关,利用改进后的屏蔽效能计算式可有效消除天线类型对测试结果的影响,这将大大提高测试的可重复性。     

固定散射体对提高源搅拌混响室性能的研究

为提高源搅拌混响室的性能,对固定散射体提高源搅拌混响室场均匀性的情况进行了研究。首先根据谐振和模式搅拌理论对固定散射体的作用进行了理论分析,然后通过实测结果对基于复杂结构电磁场全波计算软件(FEKO)的仿真方法有效性进行了验证,最后对3种相同尺寸、不同类型混响室(传统的机械搅拌混响室、源搅拌混响室、加入固定散射体的源搅拌混响室)的场均匀性进行了仿真。结果表明:除个别频点外,混响室在单独源搅拌方式下的场均匀性要低于机械搅拌的,而在源搅拌混响室中加入3组固定散射体(搅拌器)后,其场均匀性指标普遍改善,性能与机械搅拌基本相当。由此可见,作为提高混响室性能的一种手段,固定散射体的加入能够改善源搅拌混响室的场均匀性,而在此基础上的复合搅拌方式则有可能产生性能更好的混响室方案。     

振动型本征混响室场均匀性仿真分析

为比较分析振动本征混响室与机械搅拌混响室的场均匀性性能,针对振动型本征混响室(VIRC)腔壁不断振动的特点,提出了一种振动型本征混响室的场均匀性建模与仿真方法。将腔壁振动等效为多个细小腔壁在振动方向上随机振动,并将一个腔壁振动的混响室离散化为多个固定外形的混响室,则计算全部固定外形混响室中工作区域的电场即可获得振动型本征混响室的场均匀性。由此建立了振动型本征混响室的矩量法数值模型,进行低频段(200~400 MHz)的场均匀性仿真,并采用电场分量柱状图与Rayleigh分布概率密度曲线一致性比较的方法论证了建模与仿真的有效性。然后在200~400 MHz范围内将振动型本征混响室与同体积同外形的机械搅拌混响室进行场均匀性仿真对比,发现前者比后者的场均匀性标准偏差低0.5 dB以上,从而证明了在同体积同外形腔室结构条件下,振动型本征混响室较机械搅拌混响室能更有效的改善混响室的低频段性能。     

混响室连续搅拌工作模式下的辐射抗扰度测试方法

针对目前国内外标准中关于混响室连续模式条件下电子设备辐射抗扰度测试实验的缺失,为了得出一套合理的、具有良好重复性的连续模式测试方法,利用混响室对电子设备进行辐射抗扰度测试,通过对型号为FX7302的心电图机进行辐射抗扰度实验,以心电图机输出屏幕的波形变化作为是否受到干扰的依据。通过大量实验探究了连续搅拌时统计平均时间参数以及搅拌器旋转速度对测试结果的影响,将混响室不同模式测试结果进行对比分析,得出连续模式测试结果的重复性要优于步进模式的重复性;同时无论搅拌器采用何种搅拌速度,其测试结果均低于步进模式;随着搅拌速度的增快,电子设备的抗扰度阈值有下降趋势。     

电磁兼容试验中的混响室技术

分析了电磁兼容试验用混响室技术,它主要包括混响室的校准和性能参数确定。在屏蔽腔内安装转动的搅拌桨使得混响室内部电磁场在统计上分布均匀且各向同性。混响室辐射抗扰度测试技术分析及与电波暗室技术对比说明该测试技术造价低、测试空间大、速度快,可廉价替代暗室测试,且已被国际标准广泛接受。     

水泥搅拌桩的面周比

水泥搅拌桩的面周比是桩的横截面面积与其周长之比。它是水泥搅拌桩承载力的重要参数之一。通过理论推导和案例分析,笔者建立了水泥搅拌桩单桩承载力和面周比之间的关系。破解了单轴水泥搅拌桩复合地基承载力比双轴高的原因。在软土中以"细而密"的布桩形式可以有效地提高复合地基承载力。     

材料磁导率对混响室场性能影响的仿真分析

为了在混响室的设计过程中合理地选择材料,以达到优化混响室场性能的目的,采用基于矩量法的电磁仿真软件FEKO分别对使用3种不同磁导率材料混响室的电磁场进行了仿真计算,从场强大小和场均匀性两个方面研究了材料磁导率对混响室场性能的影响。仿真结果表明:材料的磁导率越大,混响室内电场强度的各分量最大值和场强平均值越小,并且材料磁导率的变化不改变混响室内电场的分布情况。从场均匀性方面来看,对于3种不同磁导率材料的混响室,在80和150MHz频点处,其场均匀性均满足标准IEC61000-4-21的要求。     

混响室电磁场多模结构的一维分析

本文从混响室双模电磁场结构的假定出发,理论上证明了一维条件下采用对称模和反对称模发射能有效改善混响室内电磁场的均匀性,并指出反对称模发射可以最大程度改善双模电磁场的整体均匀性,并绘出单一发射、对称模发射和反对称模发射等不同条件下混响室内电磁场比较图     

混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试

针对传统屏蔽效能定义的测试方法存在的不足,提出了混响室条件下基于统计特性的屏蔽效能测试方法,并从理论上阐述了其优越性。应用仿真软件FEKO对屏蔽体电场强度数据采集方式进行了仿真计算,结果表明选择中轴线采样能够有效反映屏蔽体的屏蔽特性。开发了基于统计意义和多点数据采集的混响室屏蔽效能测试系统,研究了尺寸为800 mm×700 mm×1000 mm的小屏蔽体在不同缝隙尺寸下的屏蔽效能。同时通过对传统定义和统计定义下屏蔽效能重复性测试,结果表明,混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试方法相比传统测试手段具有更好的重复性,更加适于工业应用。     

基于熵的混响室搅拌器独立位置数改进计算方法

为准确度量混响室接收功率数据中的有效独立信息,科学评价混响室搅拌效率,提出了一种基于信息熵的搅拌器位置数相关性量化方法,有效解决了传统方法量化结果估计偏高的问题。同时分析了当混响室搅拌器处于异步步进时由于维度信息丢失所造成的相关性量化结果不唯一的问题,通过构建多维接收功率矩阵,完整反映搅拌器步进方式与位置空间信息,同时将一维数组的相关系数计算公式扩展到多维矩阵,计算不同位置间的相关系数;通过构建相关系数矩阵并计算异步相关矩阵的范数,求解搅拌器独立位置数,使多搅拌器异步步进时的搅拌器独立位置数唯一确定。理论分析和实验验证结果表明:采用多搅拌器异步步进有效独立位置数计算新准则,能够解决IEC 61000-4-21标准方法存在的搅拌器维度信息丢失、独立位置数量化估值偏高的问题,使混响室搅拌器有效位置数计算结果准确、唯一,从而科学评价混响室的搅拌效率。     

混响室校准测试

混响室用于辐射干扰测试,以其造价便宜、测试重复性好等优点越来越受到广泛的重视,深入开展混响室的优化设计、测试方法、统计理论等方面的研究,可为更规范应用混响室测试方法提供科学的依据。为研究混响室在使用之前需要进行的校准测试,以评估其性能,并获得几个重要的校准参数,利用清华大学建造的混响室,从场均匀性,天线校准系数,品质因数等方面评价空腔混响室的性能。进行4次测试的结果表明设计的混响室品质因数高,电场均匀性良好。测试的重复性非常好,建造的混响室能够很好的用于电磁兼容测试。     

声学散射体对混波室独立采样点的影响

为研究散射体对独立采样的影响,已提出了一种利用基于声学理论的Schroeder散射体来增加低频时的独立采样点数的方法,以改善混波室在低频时的性能。通过时域有限差分(FDTD)数值仿真与实验相结合,给出了不同频率散射体加入到装有搅拌器的混波室的前后采样点功率密度的相关系数以及相应的独立采样点;分析了数值仿真与实验的结果,给出了加入散射体前后天线校准因子(ACF)随频率的变化关系。结果证明散射体能有效增加混波室在低频时的独立采样点数,为改善混波室的低频性能提供了思路。     

电力设备局部放电超高频信号检测用新型微带天线

从研究传统开槽微带天线出发,在分析了影响开槽微带天线性能的各项参数的基础上,设计了一种可用于电力设备局部放电超高频信号检测的新型半U型槽微带天线。相比传统微带天线,设计的微带天线传感器的带宽从几十MHz扩展到200MHz以上,同时为了适应电力设备超高频检测的需求,天线的尺寸也缩减为相同中心频率微带天线的1/4。研制的天线传感器主要工作频段为670~839MHz,增益为2.39d B。最后通过相关实验检测了天线的检测性能,论证了设计的传感器用于电力设备局部放电超高频信号检测的可行性。     

PCB Base Log-periodic Antenna for Mobile Communications

A log-periodic antenna can provide directivity and gain when operating in a wide band. The log-periodic antenna is used in many applications where wide bandwidth is required along with direct and medium gain. This research implements a sequential approach to the design and simulation of the performance of a printed log-periodic dipole antenna (LPDA) capable of operating in the 1800 MHz frequency range. The advantage of this antenna is the compactness and easy integration into planar circuits suitable for applications requiring wide bandwidth and high gain. The dimension of the designed antenna was originally calculated taking high frequency as 1885 MHz and low frequency as 1805 MHz, then modeled using HFSS-13 electromagnetic simulation to determine the effect of substrate dielectric properties on dipole width and length for element optimization. The design was verified by creating and measuring S11 and radiation dia-grams. The designed antenna has a total gain of 7.9dB and a wide bandwidth.     

宽带混响电磁屏蔽效果检测系统设计

运用波模搅拌混响技术即混响室技术,能够产生一个较均匀的电磁场或一个场强均匀分布的检测空间.使用该种技术可以执行电磁兼容测量,检验电缆或检测件的屏蔽效果.本文介绍了波模搅拌混响技术的基本原理,并对利用波模搅拌混响技术实现电子器件的电磁屏蔽效果自动检测装置的设计,进行了详细论述.另外,给出了某种电缆在不同时间、不同地点所测试的电磁屏蔽效果,并对其数据进行比较.     

10kHz交流等离子体天线辐射特性和电磁兼容性分析

表面波等离子体天线因存在很强的电磁干扰而导致电磁兼容性较差,必须采用相应的技术手段或利用新型电源作为天线激励源以满足天线的电磁兼容性要求。为此,采用5～20kHz高压交流电源作为激励源构建了10kHz交流等离子体天线,并分析了其辐射特性和电磁兼容性。研究结果表明,在较宽的频带范围内,该10kHz交流等离子体天线的电压驻波比(VSWR)<2;同50Hz交流等离子体天线相比,该天线的噪声明显减小,且天线的增益在150～350MHz频带范围内有所提高;使用该天线接收无线广播时收音机可以接收到广播电台信号,而表面波等离子体天线则会因过强的干扰而导致收音机不能正常工作。该10kHz交流等离子体天线不仅在带宽特性上有所改观,而且同表面波等离子体天线相比具有较低的电磁干扰。     

混响室测试区场均匀性分布规律仿真分析

为了研究混响室工作区(或称测试区)场均匀性分布规律,用电磁仿真软件FEKO建立了混响室的物理模型。采用矩量法结合物理光学法,计算混响室测试区24个位置的电场强度,比较得出的3个大小不同测试区电场的标准偏差,发现工作区域2的标准偏差小于工作区域1的标准偏差,而工作区域3的标准偏差小于工作区域2的标准偏差,这说明电场的均匀性随测试区体积的减小而提高,越靠近工作区的中央电场均匀性越好,用于进行电磁兼容测试的待测物最好放在工作区的中央位置。     

机械强化制备二氧化碳水合物的特性研究

搅拌是促进CO2水合物快速制备的1种有效的机械强化方法。为提高水合物的生成速率并且降低能耗,在小型高压水合物反应装置上实验研究不同搅拌时机对CO2水合物生成特性的影响。结果发现,搅拌可以大大提高CO2的溶解速率,使CO2气体在3 min内即可达到溶解饱和。此外,水合物生成过程中搅拌时机的选择也非常关键。研究发现,仅在气体溶解和降温成核过程中实施35 min的搅拌不仅可以显著提高CO2水合物的生成速率,而且大大缩短了搅拌时间,与静态反应系统相比,能耗可降低86%。     

一种用于GIS局部放电检测的新型特高频传感器

研制了一种用于GIS局部放电检测的宽带特高频外部传感器,其有效带宽为300～3000MHz。用天线理论对该传感器的特性加以分析,并在实验室进行了性能实测,结果表明,该传感器有良好的特性。