混响室搅拌器位置优化的数值分析

为研究混响室搅拌器位置对测试区域场均匀性影响,采用基于矩量法的电磁仿真软件FEKO对混响室仿真模型进行数值计算,通过与遗传算法相结合对混响室搅拌器位置进行优化,得到了搅拌器位置的最优解以及相应的表征混响室测试区域场均匀性的电场标准偏差值.研究表明:搅拌器位置影响测试区域场均匀性,当搅拌器位置处于最优配置时,测试区域各轴向电场标准偏差较初始状态分别下降了47.4%、20.1%、57.1%,总标准偏差下降了44.0%,测试区域场均匀性较优化前有所提高,提高了混响室用于电磁兼容测试时的准确度.     

混响室的仿真与优化

混响室的结构设计中,搅拌器的设计是一个难点.合理设计的搅拌器会改善混响室的场均匀性、降低最低可用频率.文章通过实验仿真,定性分析了不同的搅拌器大小、形状与个数对混响室性能的影响.     

不同回转半径搅拌器效率的仿真与研究

搅拌器是决定混响室场均匀性好坏的关键部件,而电场样本间的相关系数和归一化最大电场值又是衡量搅拌器效率高低的重要参数.通过采用有限元数值方法对混响室的电磁场分布进行仿真,并研究了采用不同回转半径的搅拌器时,混响室这两个参数的变化情况,结果发现,相对工作频率波长来说,高效率搅拌器的回转半径应该尽量大,但是当回转半径达到一定程度后,它对搅拌效率的改善变得不明显.     

混响室“Z”型搅拌器的设计优化

阐述了混响室性能评价方法、机械搅拌器的作用与工作原理。利用电磁计算仿真软件分析了“Z”型搅拌器的长度和折叠数目对混响室场强均匀性指标的影响。结果表明,在混响室内部空间允许的条件下,搅拌器投影长度越长、折数越多,对应的混响室性能越好。     

双发射天线对混响室场性能影响的数值分析

提出了双天线激励混响室的方法,研究了双天线激励对混响室场性能的影响。分析了双天线改善混响室场均匀性的原理,对单天线激励下的混响室模型以及处于不同位置的双天线激励下的混响室模型进行了仿真计算,从场均匀性和场强两个方面研究了双天线对混响室场性能的影响,对双天线影响场强的机理进行了分析。研究表明:采用双天线激励改善了混响室工作区域的场均匀性;采用双天线可以降低对功率放大器的要求,降低大型混响室测试成本。最后对双发射天线在大型混响室中的应用进行了探讨和展望。     

源搅拌混响室的仿真分析与实验研究

根据谐振腔理论,分析了理想情况下影响源搅拌混响室性能的主要因素,通过数值计算对其进行仿真验证,确定了影响混响室场均匀性的主要因素有激励天线的极化方向,摆放位置以及激励源的位置数等;在此基础上提出了一种可行的源搅拌方案,通过实验的方法,在满足一定采样数情况下,实现了混响室较好的场均匀性;同时借助K-S拟合对源搅拌混响室测量场值的统计特性进行了分析,结果表明:源搅拌混响室的一维场分布服从瑞利分布。     

混响室发射天线指向对场均匀性影响研究

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,并对步进模式下的混响室模型进行了数值计算.将混响室数值计算与遗传算法相结合,通过仿真计算与理论分析研究了混响室发射天线指向对场均匀性的影响.研究结果表明:改变发射天线指向,其本质是改变混响室各模式前的加权系数,导致表征混响室工作区域场均匀性的电场标准偏差随之发生改变.发射天线指向处于最优配置时,工作区域各轴向电场标准偏差较初始状态有所下降,说明通过优化提高了工作区域场均匀性.     

基于镜像对称的多馈源混响室扩展方法研究

提出了基于镜像对称的多馈源混响室扩展方法,给出了镜像对称扩展混响室改善工作区域场性能的原理,对单混响室及镜像混响室模型进行数值模拟计算,并设计了3组仿真实验从场强大小和场均匀性两个方面验证镜像混响室改善工作区域场性能的可行性.实验结果表明:单混响室镜像对称组合扩展后,在成倍扩展混响室及工作区域体积的同时,工作区域场强增大,场均匀性有所提高,解决了混响室体积扩展与场强减小以及变频场均匀性恶化的矛盾;通过发射天线同时馈入相同功率即多个小功放合成的方法解决了混响室高场强问题,降低对功率放大器的要求,进而降低混响室的测试成本.     

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...     

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.     

镜像对称结构对多馈源混响室场性能的影响

为解决混响室大体积与场性能高要求之间的矛盾,提出了一种基于镜像原理的多馈源混响室的设计思想,从原理上分析了镜像多馈源混响室的可行性和有效性,并通过仿真计算研究了镜像双馈源混响室的场性能.结果表明,在输入功率一定时,两个单混响室系统组合成镜像双馈源混响室后,在工作区域的场均匀性能不下降的基础上,不但可用于电磁兼容测试的工作区域体积大幅度增大,而且测试区域的电场强度也得到了提高.同时,对镜像多馈源混响室进行了进一步的扩展分析,得出了组成镜像多馈源混响室的单混响室系统数量的理论表达式.     

顶角设置QRD散射体的混响室内场均匀性分析

提出了混响室内设置散射体的一种新方法。用FDTD方法对该结构混响室内的场进行了仿真分析,并与无搅拌器及散射体结构的混响室内的场均匀性、散射体位于混响室内6个壁面时混响室内的场均匀性进行了分析比较。结果表明:本文所提出的8个顶角处均设置QRD散射体的方法可有效提高混响室内的场均匀性,实现了进一步提高混响室内场均匀性的目的。     

混响室设计与校准测试

给出了混响室测试系统的设计方法和基本性能的预测分析.根据设计建造了混响室,并且采用自动化测试软件完成了校准测试,分析了电场均匀性、品质因数等性能指标.测试表明建造的混响室性能完全符合测试标准的规定,多次测量重复性很好.最低可用频率200 MHz,电场均匀性小于3 dB.可以用来进行电磁兼容辐射发射和辐射抗扰度测试.     

腔体形状对混响室内场均匀性的影响

针对高功率微波(HPM)激励下的混响室,研究了不同腔体形状对混响室内电场分布的影响。根据理想封闭矩形腔体内电磁场表达式,分析了腔体形状对混响室内场特性的重要影响,并确立以时间窗为研究单元的统计计算方法描述混响室内的瞬态场特征。重点研究腔体形状对腔体内场均匀性的影响效果,主要对比电场的最大值、分布标准差以及各向同性等指标。研究结果表明:在矩形谐振腔中引入复杂结构能够降低场分布标准差,提高能流分布的均衡性,实现均匀的电磁场环境。     

A closer look at reverberation Chambers - 3-D Simulation and experimental verification

This paper presents three-dimensional (3-D) full-wave simulations of the electromagnetic field inside a medium-sized reverberation chamber. A frequency-domain method-of-moments approach based on the electric field integral equation is used. A synopsis of the computational challenges particular for reverberation chambers is described and a detailed overview on the chamber modeling procedure is given. The electric field inside the chamber is computed and the influence of small geometric details and asymmetries is investigated as well as the effect of different excitations and stirrers. It is demonstrated that a statistics-based validation of reverberation chamber simulations is insufficient. To validate simulation results, therefore extensive near-field measurements inside the prototype reverberation chamber are performed. The complete 3-D reverberation chamber simulation, considering stirrers, door, and various practical excitations, accurately predicts the fields within the chamber in the important lower-to-medium frequency range and thus represents a reliable tool facilitating reverberation chamber optimization.     

Examination of field uniformity in vibrating intrinsicreverberation chamber using the FDTD method

The concept of the vibrating intrinsic reverberation chamber is investigated. The finite difference time domain (FDTD) method is applied to examine the conditions under which the desired field uniformity is obtained. using a continuous wave excitation