100MHz～18GHz混响室场均匀性测试及分析

混响室是电磁兼容、移动通信等领域常用的标准测试场地,场均匀性是衡量混响室性能的主要指标。针对中国计量科学研究院(NIM)建造的大型混响室,通过理论计算和实验测试,分析了混响室的最低可用频率。依据IEC 61000-4-21标准,搭建测试装置,研制自动化测试分析算法软件,进行了100MHz～18GHz宽频段场均匀性测试。测试结果表明,场均匀性指标满足IEC容限要求。最后提出了测试方案的改进方法。     

一种用于热电阻传感器校准的新型温场的研究

目前热电阻温度传感器的校准主要通过恒温槽提供温场,可将传感器直接浸入槽液中,亦可将其置于玻璃套管中插入槽液中。使用此类温场时,会造成传感器和槽液相互污染或需大量时间使传感器读数达到稳定的情况。本文通过使用内部空间较大的不锈钢套管替代常规使用的细长玻璃套管,并在不锈钢套管中注满小铜珠,重新构建一个到温速度快且不易污染传感器的均匀温场,并对其在不同校准温度点的温度均匀性及温度波动性进行研究。实验结果显示,此温场技术指标满足热电阻传感器的校准要求。     

电磁混响室场均匀性校准装置研制

介绍了电磁混响室电场统计均匀性校准的原理和方法,着重论述了空间场均匀性校准装置及自动校准系统的设计,并介绍了自动校准软件设计。     

基于对接试验系统高低温送风工况的温场和流场分析

为实现空间对接试验系统的地面高低温环境模拟,建立了基于对接试验台不规则空间的数学物理模型,在此基础上进行CFD模拟计算,比较分析不同高低温送风工况下的温场和流场均匀性,对不同的送风工况进行了最优化选择.在结构和材料一定的情况下,影响温场及流场的最主要因素包括送风速度和送风温度,针对不同的流量和温差进行模拟分析和最优化选择,并对低温工况结合实际传热作进一步比较研究.模拟结果显示:送风速度为10 m/s时不规则空间的温场和流场均匀性最优,模拟温度均匀度可控制在2K以内,压力在±5 Pa之间,与实际传热计算比较显示模型可很好地保证试验真实性,满足该不规则空间的温场和流场均匀性要求和试验环境要求.     

电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响

研究了电磁搅拌对过共晶Al-Si合金中初生Si长大和形貌的影响。结果表明,当合金含Si量低于30％时,电磁搅拌引起过共晶Al-Si合金中初生Si显著细化和球团化,但当合金含Si量超过30％时,电磁搅拌对初生Si细化的作用有限,组织中仍然存在较粗大的板片状初生Si;提高电磁搅拌时合金熔体冷却速度可减小初生Si的尺寸;进行正、反转电磁搅拌,初生Si的尺寸将进一步减小,在电磁搅拌条件下,初生Si发生细化和球团化的主要原因是：搅拌引起合金熔体温度场、溶质场的均匀化,引起初生Si的机械破碎,相互摩擦和抑制初生Si各向异性生长。     

混响室内MIMO吞吐量测量及分析

在电磁混响室中,放置不同数量的吸波材料模拟不同时延扩展的多径环境。首先,使用矢量网络分析仪(VNA)测量S参数并计算不同负载下的均方根时延扩展,得到吸波材料数量和均方根时延扩展的关系。然后,对2×2MIMO系统进行吞吐率测试,得到接收功率和吞吐量之间的关系。测试结果表明,吞吐率与混响室内均方根时延扩展以及接收机接收功率关系密切。     

GTEM小室中EUT受试电磁场场分布性能

研究了GTEM小室中EUT受试电磁场的场均匀性和主TEM模特性。在笛卡尔坐标系中建立了加入金属EUT后GTEM小室的三维FDTD模型,计算分析频率达2 GHz。计算了一个“大EUT”和“小EUT”的场分布特性,分析了EUT大小对场分布性能的影响。不仅研究了主分量的场均匀性,还研究了总场强的场均匀性,此外,还给出了各场分量的平均值随频率变化的趋势。研究结果表明:满足“小EUT”条件时,场均匀性良好,而“大EUT”在超出其许可频率后,场均匀性下降;在高频情况下不论是“大EUT”还是“小EUT”交叉极化特性均有所下降,主要表现为纵向场分量的增加。     

大型高度-温度试验舱分布式送风流场仿真及分析

针对大型高度-温度试验舱在低气压环境下试验空间内温度场均匀性下降的问题,通过对大型高度-温度试验舱分布式送风流场进行数值仿真及分析,研究了两种不同送风方式下低气压试验舱内的温度场变化规律。结果表明,试验舱内温度场均匀性随着环境压力的降低而下降;增加试验舱内壁辐射换热、提高流场风速,均可以提高试验舱内的温度均匀性;同样环境压力下,采用双侧送风方式比单侧送风方式的试验舱内温度场均匀性更好,但平均风速较高。在进行高度-温度试验舱设计时,需根据不同的试验需求选择不同的送风方式。     

激光散斑去除效果定量分析

自行研制的外部导入宽可调谐激光的积分球光源中为了提高光辐射场的均匀性和稳定性,采用球内旋转漫射板方法去除激光相干性产生的散斑.为了定量评价退相干效果和漫射板旋转速率之间的关系,使用响应度均匀性经过校正的CCD对积分球出口成像,计算不同积分时间,不同转速条件下的散斑对比度.实验结果表明,漫射板只需在很低的速率下旋转就能完全去除散斑噪声.漫射板不旋转时,散斑对比度约为30%;散斑完全去除时,对比度降为5%.     

离心-温度复合试验箱温度场模拟分析

对离心-温度复合试验箱中离心环境对温度场均匀性影响进行了模拟研究,并分析了结构条件对温度均匀性的改善效果。研究了离心-温度复合条件下的控制方程,以此为基础采用有限元分析的方法,对不同结构条件的温度场分析了温度均匀性差异,并提出了进一步改善温度均匀性的方法。结果表明,离心环境下的科氏力对空气流场轴向运动的影响会导致试验箱内温度均匀性差异,试验箱中加入风扇和导流装置能够有效改善内部温度均匀性。     

环境试验箱内湿度场及其特性的实验研究

基于环境试验箱内加湿过程的实验,通过干湿球热电偶测量相对湿度的测量方法,分析箱内湿度场及其均匀性。实验结果表明:送风温度、加湿量(入口湿度值)与加湿位置等均是箱内湿度分布的重要影响因素;随着温度的升高,箱内相对湿度随时间变化的波动幅度变小;进风状态为低湿的情况下,高温进风时,测点相对湿度平均值的偏差较小;低温进风时,该偏差较大,反之亦然;进风状态为低湿情况下,测点的相对湿度均匀性较差;而在高湿进风情况时,测点均匀性较好。     

高稳定性大型空气温度校准试验箱的研究

为满足温度采集仪的校准需求,研制了高稳定性大型空气温度校准试验箱。阐述了该试验箱的箱体结构、工作原理。以箱体内传热过程的理论模型为基础,结合Fluent软件进行了数值模拟,分析了试验箱体内温度场以及空气流速场的分布及变化。通过试验证明该试验箱控温精度高、温度波动度小、温场均匀性好,可推广应用。     

温湿度检定箱的湿度均匀度与波动度的测试方法

在温湿度检定箱的湿度均匀度与波动度测试中,针对现有湿度传感器准确度难以满足要求的情况,提出将同种型号规格的湿度传感器在同一台湿度标准装置上进行校准、并加修正值使用的测量方法,减小了测量不确定度,满足湿度均匀度和波动度的测量要求。精密露点仪测量结果验证了该方法的有效性。     

Characterization of spatial plasma distribution in a divergence-type ECR-PECVD system

The spatial distribution of electron cyclotron resonance plasma in ECR-PECVD reaction chamber is diagnosed by a Langmuir probe and the effect of the magnetic field is also investigated. The results show that the ECR plasma in the upper region has poor radial and axial uniformity, whereas the plasma in the downstream region has fine radial uniformity. Changing of magnetic coil currents does not distort the characteristics of spatial distribution in the reaction chamber.     

Preliminary study of a reverberation chamber method for multiple-source testing using intermodulation

The illumination of a system under test by multiple sources can lead to intermodulation (IM) effects that give rise to threat signals at the IM frequencies. The result of this is that the electromagnetic (EM) compatibility and signal integrity of that system may be compromised by two or more signals that are, individually, out of the frequency band of concern. As the EM environment continues to be increasingly polluted and electromagnetic compatibility (EMC) tests rely, predominantly, on a single-source illumination, this is an issue that is ripe for further investigation. The statistical nature of the reverberation chamber and its behaviour in isolating the test environment from the ambient (outside) environment indicates that this is a facility worth considering for multiple source (IM) testing. This study discusses the need for such an expansion in test methods, driven by an increasing interest in functional safety. It presents the results of a preliminary, simulation based, study of the reverberation chamber used with multiple sources. The purpose of this study is to demonstrate that the reverberation chamber can provide a facility where worst-case multiple-source EM interference effects can be tested. It concludes that the proposed approach has the potential to be viable and suggests experimental studies to confirm the behaviour and also to confirm that this approach can be used as an indirect method of reducing the lowest working frequency of the reverberation chamber.     

一种用于多载波水声通信系统的频域均衡算法

自适应均衡器是水声通信克服信道多径衰退、消除码间干扰(ISI)的主要手段。为了在不减少数据传输速率的情况下,有效提高系统的抗多径能力,提出了一种用于水声多载波通信系统的多通道频域自适应均衡算法。利用频域LMS算法,按照最小化频域均方误差的准则调节均衡器,从而获得最优的频域权系数。该算法一方面解决了在频域求得估计误差的问题,另一方面,和采用信道编码的方式相比,在不降低数据传输速率的情况下,有效提高了系统的性能,通过仿真试验和湖试对其性能进行了验证。     

SPR+UPS+UPR并联机构的逆运动学和工作空间分析

目的 获得悬浮烘箱内具有提高风场均匀性和风刀出口气流均匀性的导流板结构,完成烘箱体结构优化。方法 采用SolidWorks软件对烘箱风室的流体域进行建模,提取现场测试数据作为边界条件,利用Fluent软件完成风室稳态流场的仿真计算。根据计算结果提出结构优化方案,并将优化结果进行对比。结果 加入导流板结构后,烘箱风室风场和风刀出口处气流的均匀性均得到了提高。提出的4种结构优化方案中,加入曲线型导流板的风室风场更为均匀,各风刀出口处气流的平均速度均方差由0.25降至0.03,总体平均均匀度由80.7%提升至92.3%。结论 曲线型结构导流板的导流效果优于直角型结构的导流板,能有效提高风室风场和风刀出口气流的均匀性,保证极片烘干效果的一致性,并为烘箱体的结构优化与设计提供理论基础。     

基于SEA分析验证的混响箱-消声室实验方法设计及隔声性能研究

不同于以往的理论、经验设计,采用低频段的声固耦合法、中高频段的统计能量法(SEA)对设计的混响声场进行声学分析,提高混响水平。根据虚拟结果建立混响箱实物,置于半消声室内进行测试,混响箱结构本体的噪声衰减量超过50 dB,混响时间达到混响要求,混响场内不同位置声压值差距均小于2 dB,该混响箱设计满足混响声场的要求;将SEA法隔声计算结果与应用混响箱-消声室法对板件的隔声测试结果进行对比,两者吻合良好;因此该实验方法能实现很好的隔声效果。通过该方法可快速对单层板及夹层板件进行隔声测试,发现吻合频率效应对隔声性能影响较大;以上研究对工程应用有较大的参考意义。     

Radiated immunity tests: reverberation chamber versus anechoic chamber results

This paper concerns the comparison between reverberation chamber (RC) and anechoic chamber (AC) measurements: In particular, the case of an immunity test is considered. A two-wire transmission line is adopted as a device under test (DUT), and the current induced on the line by the external field is monitored to construct a possible susceptibility profile. Both the averaged current over stirrer rotation and the maximum current are considered to show how robust the RC measurement is against the positioning and the orientation of the DUT inside the chamber. As expected from theory, the maximum value is related to the average one by means of the number of the independent positions of the stirrer. Finally, it is highlighted how in the RC it is possible to lose some worst case situations, related to a particular incident field polarization and incoming direction, and the underestimation of the induced current depends upon the chosen number of stirrer positions.