混响室随机多径衰落电磁环境的实验研究

混响室内的电磁波经搅拌器和室壁多次反射,形成了多径衰落,利用混响室模拟了实际无线通信中2种常见的多径衰落环境。对混响室内的发射天线、接收天线以及损耗物进行配置,设置了6组实验。其中一组是经典混响室(发射天线不可直接辐射接收天线)的实验,实验结果表明,当工作频率、搅拌器转速控制得当时,混响室能够模拟各向同性的瑞利衰落场环境。另外5组是发射天线直接辐射接收天线的实验。实验结果表明,当发射天线和接收天线存在直接耦合分量时,混响室能够模拟莱斯衰落场环境,并且通过控制天线正对距离、工作频率以及损耗物加载量可改变直射波和反射波强度的占比,使混响室内的电场获得不同的莱斯K因子。其中损耗物加载量对莱斯K因子的影响最大,不仅会降低混响室的品质因数,还使混响室内电磁场的边界条件更为复杂,从而使混响室内的环境更接近于真实的无线通信环境。     

混响室内模拟多径衰落场环境的概率统计模型

已有混响室概率统计模型不能同时模拟多种多径衰落场环境。通过扩展经典混响室平面波叠加模型,建立了更具普适性的混响室内模拟多径衰落场环境的概率统计模型。推导了电场直角分量模值的概率密度函数（PDF）,在理论上验证了新模型能同时模拟瑞利分布、莱斯分布及更多多径衰落场环境。通过蒙特卡洛模拟仿真了电场直角分量模值的PDF,并与理论PDF对比,进一步验证了新模型同时模拟多种多径衰落场环境的能力。     

混响室内电场的蒙特卡洛模拟及其实验验证

混响室在电磁兼容测试中发挥着重要的作用,其概率统计模型可以有效、快速地对混响室内的随机场环境进行建模和分析。基于平面波积分表达式和模式叠加理论,采用蒙特卡洛方法模拟了混响室中的电场分布。在实验室环境下搭建了小型、简易的混响室,对仿真结果进行了验证。在不同频率下测得的混响室工作区域内电场幅值的概率密度函数与2种概率统计模型下的仿真结果吻合良好,证明了平面波积分模型与模式叠加模型在描述混响室工作区域内场的特性时是完全等效的。     

基于拟合的莱斯因子估计算法

针对现有的莱斯因子矩估计算法适用性低和复杂度大的问题,提出一种基于拟合的改进矩估计算法,以提高莱斯因子的估计效率。改进的算法首先将矩估计模型进行有理函数近似,然后对近似式求逆,得到两个关于莱斯因子的闭合式。仿真结果表明,改进后的算法在样本为50000和1000时,估计效率提高至少2.5倍;在保证估计精度的情况下,拥有更小的时间复杂度,可用在终端资源有限的无线通信场景中。     

混响室桨叶夹角对场均匀性影响的仿真及测量

用HFSS10．0对混响室进行仿真,研究了搅拌器的夹角对场均匀性的影响。首先阐述了混响室的特点及其场均匀性校准的原理和方法,然后根据实际混响室的尺寸,用HFSS10．0进行建模,通过仿真得出搅拌器在不同夹角情况下的场均匀性。最后根据仿真结果,对混响室的场均匀性进行测量,验证了合理的设计搅拌器会改善混响室的场均匀性,降低最低可用频率。     

三维FDTD方法中高效平面波源的引入

应用分裂平面波时域有限差分（Splitting Plane wave Finite Difference Time Domain,SP-FDTD）方法到三维时域有限差分（Finite Difference Time Domain,DFDTD）中引入高效平面波源.该方法基于分裂场思想,在一维FDTD上构造了新的迭代公式,使得一维FDTD和三维FDTD离散网格之间的数值相速度一致,消除了由于相速不一致而在总场区引起的泄漏误差以及插值带来的数值误差.通过数值算例验证了SP-FDTD方法对不同波源在任意角度（斜入射）下的平面波入射都是有效的,且泄露误差均在-300dB水平.     

相似原理应用于混响室缩比模型的验证分析

为了能够将缩比模型应用于混响室设计中,对电磁场相似原理在混响室金属谐振腔体中的适用性问题进行了验证。分析计算了混响室缩比前后的模式数目,证明其符合相似原理;对构造的模型进行了仿真分析,表明缩比前后混响室金属腔体中观察点的电场值具有相似性;通过混响室实物的场均匀性测试数据验证了仿真分析方法的正确性。理论推导和仿真分析结果均说明电磁场相似原理可应用于混响室缩比模型中。     

混响室仿真模型的建立及实验验证

为了对实际混响室的建造提供指导,采用基于矩量法的电磁仿真软件FEKO建立了混响室仿真模型,并通过实际测试对模型进行了验证.为高效地完成仿真,编写了Matlab程序控制FE-KO,实现了仿真模型中搅拌器的自动步进.从场强大小及电场标准偏差两方面对混响室模型进行了实验验证.结果表明:仿真计算得到的各顶点归一化最大电场强度趋势与实测结果具有较高的一致性,仿真计算得到的标准偏差值与实测结果的相对误差平均值保持在12％左右,说明仿真模型能真实反映混响室的场分布情况.     

基于混响室的雷达杂波多普勒频谱模拟

为提供更全面的雷达杂波模拟信号来有效评估雷达在杂波环境下的目标检测和跟踪性能,文中分析了混响室条件下接收信号多普勒频谱展宽和频移,提出了一种基于混响室的雷达杂波多普勒频谱模拟新方法.用加拿大IPIX雷达海杂波频谱作为参考分析实验,结果表明模拟杂波与真实海杂波在多普勒频谱范围上有一致性,而且可通过调制搅拌器的搅拌速率来模拟不同的海面情况,说明混响室可用于模拟雷达杂波.     

电磁兼容试验的本征混响室技术

本征电磁混响室既继承了混响室的优点,又能克服机械搅拌混响室效率低、电子搅拌混响室不能进行辐射发射测试和低频性能较差的问题,是大型装备系统/设备级EMC试验场地最有希望的研究方向之一。根据本征电磁混响室的基本结构和工作原理,分析了本征电磁混响室在理论研究、结构设计和测试应用中需要解决的本征电磁混响室电磁场的模式理论与统计分布规律、腔体几何外形与散射器的结构优化、性能指标分析与评估、数值仿真、测试应用方法与流程等方面的关键技术及其研究思路和方法,为本征电磁混响室技术的研究提供一定的参考和借鉴。     

EMC混响室电磁场模态研究

混响室谐振腔激励的三维电磁场的推导一般采用并矢格林函数的方法,物理意义不太明显。用本征函数迭加的方法推导混响室有源激励的电磁场分布公式,有利于正确建立混响室电磁结构模型,树立正确的物理概念。并根据公式及其推导过程,分析了混响室EMC电磁工作机理,以此将EMC混响室电磁工作状态按模式状况进行了系统地分类,为混响享研究设计提供理论指导。     

FDTD analysis of plane wave superposition to simulate susceptibility tests in reverberation chambers

The behavior of a device in a reverberation chamber can be analyzed as the same device irradiated by random plane waves. This work proposes an application of the finite difference time domain method to analyze the device by using a superposition of random plane waves, simulating the behavior of a reverberation chamber. The analysis of a transmission line compared with theoretical and experimental results in a reverberation chamber is reported.     

Statistical model of an undermoded reverberation chamber

Weibull distribution is adopted to model the electric field component of a Reverberation Chamber (RC). Its first property is to include the asymptotic laws, such as Rayleigh and exponential, and its main advantage lies in the fact that the Weibull shape parameter enables a model of the departure from overmoded to undermoded RC regime. Applications are given, such as an RC modal finite element modeling and a Monte Carlo simulation: they prove that the Weibull two-parameter distribution correctly models the quality factor influence. Moreover, the relevance of the use of this extreme value distribution is illustrated.     

混响室\

基于传输线原理,通过构建均匀分布在单位球面的入射电磁波模拟混响室内“全向辐照”电磁环境,建立了混响室散射场条件下场线耦合模型.利用此模型对双线传输线进行数值模拟,研究了传输线的长度、终端负载等关键参数对响应信号的影响.结果表明：传输线对混响室散射场条件下的“全向辐照”电磁环境有明显的选频特性,终端负载响应信号的峰值出现在以线缆长度为波长的频点的n/2倍处,其中n=1,2,3…;传输线终端负载阻值的变化不会对其响应曲线的变化规律产生影响,但会影响其响应峰值;传输线其中一个端口的负载阻值变化不会显著影响另一端负载响应信号.     

Reciprocity in reverberation chamber measurements

Even though reverberation chambers have been used primarily for radiated immunity testing, they are reciprocal devices that are equally applicable for radiated emissions testing. This short paper presents the theory for radiated emissions testing and uses electromagnetic reciprocity theory to demonstrate the link between radiated emissions and immunity testing.     

Scattering of electromagnetic plane waves by a circular cylinder

Numerical investigation of scattering electromagnetic plane waves by a circular conducting cylinder is considered. The results presented are 1) validity of asymptotic far-field expressions when it is applied to calculate near-field around the cylinder and 2) equicontours of amplitude and phase of total field around the cylinder.     

Riemann-Green function solution of transient electromagnetic plane waves in lossy media

B. Riemann's (1953) solution of the Cauchy problem for the linear wave equation is used to find a closed-form solution for the problem of transient nonsinusoidal waves is lossy media. A method for finding the required Riemann-Green function is discussed. The evolution of a wavefront propagating in a semi-infinite lossy medium is studied, and a series solution for the corresponding electric field is obtained.<>     

Time-domain electromagnetic plane waves in static and dynamicconducting media. II

For pt.I see ibid., vol.36, no.3, p.221 (1994). The electromagnetic field inside a lossy half-space for the case of a transient electromagnetic plane wave impinging on the half-space from free space is derived. The losses in the half-space are modeled by assuming either a static (J=σE) or a dynamic (τ∂J/∂t+J=σ₀E) conducting medium. Solutions are derived directly from the first order system of partial differential equations, i.e. the Maxwell equations. Plots for the total fields at the half-space boundary are given and expressions for the fields anywhere inside the half-space based on these boundary fields are given. Asymptotic formulae for late and early times are derived for the case of a step function as well as a square pulse plane wave