混响室中的抗扰度测试

在当今的EMC测试领域,混响室测试在汽车、军标、航空航天等行业得到了较大的关注。为了符合各种标准的混响室抗扰度测试要求,Rohde ＆ Schwarz公司提供了完美的测试系统解决方案。本文对混响室的原理,校准,EUT验证和抗扰度的测量方法进行了阐述。     

混响室接收天线校准系数和插入损耗测试分析

电磁混响室的系统造价低,测试时间短,对真实电磁环境的模拟更有效,在电磁兼容测试中,混响室在测试的准确性、可重复性以及测试不确定度等方面具有独特的优势。混响室在使用之前需要进行校准测试,以评估其性能,并获得几个重要的校准参数,其中接收天线校准系数和插入损耗是进行辐射发射测试前必需获得的参数。为了检验混响室测试的可重复性,利用清华大学建造的混响室,对混响室校准时的接收天线校准系数和插入损耗进行了实验研究。详细研究了发射天线位置、指向对其的影响。研究表明,发射天线位置、指向对校准的可重复性影响很小。实验结果证明了所用混响室能够产生时间和空间均很均匀的电磁场分布,能够满足测试要求。     

影响电磁混响室辐射抗扰度测试结果重复性的因素分析

电磁混响室的系统造价低,测试时间短,对真实电磁环境的模拟更有效,在电磁兼容测试中,其测试准确性、不确定度等方面具有独特的优势,因而已被大量用于辐射抗扰度测试,但测试中的一些细节有待深入研究,其中关键问题之一是测试结果的重复性。为此,利用清华大学建造的混响室实验研究了发射天线和接收天线位置、工作区等对辐射抗扰度测试校准参...     

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。     

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。     

采用双馈源的混响室场性能优化数值分析

为了优化混响室的场性能,提出了采用双馈源的混响室设计思想,从原理上对混响室采用双馈源的可行性进行了分析,并采用矩量法分别对单双馈源条件混响室进行数值模拟计算,从场强大小和场均匀性两方面研究了采用双馈源对混响室场性能的影响。数据结果表明,采用双馈源时能显著改善混响室工作区域的场均匀性能,并且要产生相同大小的场强,采用双馈源能降低对功率放大器的要求,进而降低混响室的测试成本。     

采用替代法的电磁混响室辐射发射测试

电磁混响室已被大量用于辐射抗扰度测试,但在辐射发射测试方面还有待深入研究。替代法是电波暗室中常用的辐射总功率测量方法,其测试准确度高、重复性好。为此,使用各种标准天线作为被试品,通过计算仿真和试验测量,研究替代法用于混响室辐射总功率测试的可行性,在此基础上选取替代法的标准辐射源,明确基于标准辐射源的辐射总功率计算方法。...     

混响室时域有限差分数值模型的快速计算方法

应用时域有限差分(FDTD)法对混响室进行时域建模仿真,结合快速Fourier变换(FFT)可得到混响室的宽频响应,但由于混响室本质上属于高品质因数(Q)的谐振腔体,仿真时往往遇到计算时间冗长的问题。为克服该问题,基于腔体储能衰减规律,推导出了混响室内电场强度衰减与Q值的关系式,实现了混响室损耗后处理方法。该方法可预估混响室时域仿真所需的时间步数,由一次无损耗仿真结果,可实现混响室在不同损耗程度下的数值模型快速计算。对实际混响室进行数值建模,模型计算结果与实测数据一致性较好,验证了提出方法的正确性。仿真发现:混响室的场均匀性随工作频率增大而变好,而当损耗程度大于实际情况时,场均匀性会出现一定恶化。该处理方法为混响室和其他电磁腔体的时域3维全波快速仿真提供了新思路,具有参考价值。     

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。     

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。     

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。     

频率搅拌混响室场均匀性与搅拌带宽选取方法分析

为了确定混响室在频率搅拌方式下的有效搅拌带宽这一参数,在分析矩形谐振腔原理的基础上,简要阐述了频率搅拌混响室实现电场"统计均匀"的工作原理,并进一步对搅拌带宽的选取原则进行了分析。在尺寸为10.5m×8m×4.3m的大型混响室内,通过矢量网络分析仪测量了少模与过模状态下收、发天线间的传输参数S21,利用测得的S21参数分析了该混响室在频率搅拌方式下的低频特性,并给出了不同搅拌带宽下场均匀性验证的方法。试验结果及数据处理表明:该混响室在频率搅拌方式下最低可用频率与机械搅拌方式基本相同;在过模状态下,选择合适的搅拌带宽能够得到统计均匀的场环境;当工作频率为500MHz～1.5GHz时,其最小有效搅拌带宽约为30MHz。     

混响室散射场条件下的场线耦合数值计算

为探究混响室(reverberation chamber,RC)散射场条件下的电磁场与导线之间的耦合规律,利用矩量法对混响室散射场条件下的场线耦合规律进行了仿真研究。根据谐振腔理论,分析了理想情况下混响室腔体内的电磁环境,利用电磁仿真软件FEKO构造与真实混响室尺寸1:1的仿真模型,并在仿真模型的测试区域内放置不同长度、形状的导线,通过数值计算对导线中的平均感应电流进行仿真计算。数据结果表明:导线中的平均感应电流呈谐振分布;当导线弯曲时,平均感应电流的分布与直导线情况相同;当导线出现折点时,折点处为平均感应电流极小值,折点两侧平均感应电流反向。