混响室条件下线缆差模干扰辐射敏感度测试研究

为在混响室中对线缆差模干扰时的设备进行辐射敏感度测试,基于BLT方程,以常见的平行双导线为研究对象,分析了差模干扰时影响线缆方向性系数的因素,计算了线缆最大方向性系数的取值范围。然后根据前期研究中提出的测试方法,在混响室中和开阔场中进行试验,对计算结果进行了验证。试验结果表明,按照所得的最大方向性系数的计算值,可以确保混响室中辐射敏感度测试结果与开阔场相一致。     

混响室条件下无线电引信敏感度测试方法研究

针对国内各类标准及实验中提出的开阔场环境下敏感度测试方法无法满足线度较大弹体及高场强测试需要的问题,利用混响室在测试空间和强场模拟等方面的优势,提出了混响室条件下无线电引信敏感度测试方法.这种测试方法也可以为其他大型装备的敏感度测试提供方法借鉴.该方法基于混响室步进工作模式,测量受试引信在测试频点不同采样点处的临界发火场强.试验证明,取各测试频点在不同采样点处测量值的最小值作为混响室条件下无线电引信的敏感度阈值,不仅在数值上接近于开阔场条件下的测量结果,而且两种实验环境的测试结果保持了很好的相关性,体现了这种测试方法的可行性.     

EUT对TEM传输室基本特性影响的边界元分析

采用边界元法分析了不同尺寸的良导体受试设备(Equipment Under Test，EUT)对TEM传输室特性阻抗和场分布的影响，并估算了敏感度测试中EUT所承受暴露场强的大小。计算结果表明：与空载时相比当EUT满足“1／3准则”时，TEM传输室的特性阻抗下降值小于2Ω，EUT上、下方场强增加3～4dB，EUT上部所承受暴露场强比通常的估算方法高约4～6dB。测量结果与计算结果基本一致。     

复杂强电磁环境下系统辐射敏感度测试方法

系统地介绍了复杂强电磁辐射环境下系统级装备辐射敏感度测试的开阔场辐照法、低电场扫描法、混响室和模拟器法.分析了每种方法的原理、特点及适用范围:开阔场辐照法实现的技术难度较小,但对硬件要求高且容易受到外界环境场干扰;低电场扫描法技术上容易实现,对硬件要求低,但需要获取辐射场与线束电流的递推关系;(混响室可以用较小的功放产生较强的电磁场;)模拟器法可以产生场强极高的辐射环境,且具有试验空间大,场均匀性好等优点,高压脉冲源的研制、辐射天线的设计是该方法需要解决的关键技术.     

电场传感器校准的等效天线系数法

针对电场传感器在1 GHz以上频段高于200 V/m场强的校准需求,提出了等效天线系数法.该方法借用了天线系数的概念,在混响室中首先通过现有场强标准装置传递得到小场强时接收天线的等效天线系数,再利用等效天线系数对混响室中的大场强定标,从而实现电场传感器的大场强校准.混响室中采用等效天线系数法定标的大场强与采用统计方法计算得到的大场强相比较,场强偏差满足系统不确定度要求,说明了等效天线系数法的合理性.该方法借助混响室的特点和天线系数概念,将电场传感器校准幅度提升至200 V/m以上,为大场强测量的准确性提供了依据.     

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。     

基于电路参数模型的辐射电磁干扰噪声预估方法

针对Hubing电流驱动模型中认为电流在辐射线缆中是均一分布的, 幅值和相位保持不变即未考虑辐射线缆共模电流频率效应给辐射电磁干扰噪声预估带来的误差的问题.文中利用电流传输波动特性建立了辐射线缆长度与共模电流波长为同一数量级时的辐射线缆共模电流分布模型, 并设计电路模型进行测试预估.实验结果表明:采用文中方法预估辐射电磁干扰噪声与Hubing电流驱动模型预估方法相比能提高20.12 dBμV/m, 更加接近标准暗室测试结果, 从而为辐射电磁干扰(Electro Magnetic Interference, EMI)测试与分析提供理论依据.     

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.     

Numerical Study of Currents Induced on a Partially Shielded Wire within an Ideal Reverberation Test Chamber

通过使用互易定理的改进技术,减少对电大尺寸EUT仿真的计算量.对混响室进行数量为106的抽样.仿真结果表明,带有孔径导电箱内的导线上的耦合电流显示出强谐振.谐振频率显示主要由箱尺寸决定,孔径对其也有影响.统计测试证实独立的激励频点下感应线电流符合理想瑞利分布.     

复杂电磁环境下通信装备干扰预测方法

该文通过通信装备带内电磁干扰效应机理研究,分别以峰值场强敏感和平均功率敏感为基础,建立了两种用频装备带内多频电磁干扰预测模型,提出一种电磁干扰预测方法。首先通过单频和调幅波试验确定受试装备的敏感参量,然后根据不同敏感参量模型对某电磁环境下受试装备是否会受到干扰进行预测。该文以不同制式通用通信装备为试验对象,通过带内双频、带内三频电磁辐射效应试验对预测方法进行了验证。试验结果表明：通过单频和调幅连续波电磁辐射敏感度之间的差别能够区分受试设备符合哪种带内多频电磁干扰预测模型,对干扰峰值场强敏感的EUT1预测模型效应指数都略大于1,对干扰平均功率敏感的EUT2预测模型效应指数都在1左右。以此为基础提出了通信装备带内多频电磁干扰预测方法,能够有效解决通信装备带内多频电磁干扰预测问题。     

通信电台电磁脉冲阻塞效应规律与作用机理

为揭示通信电台电磁脉冲阻塞效应机理,在受试电台正常工作状态下,借助注入耦合模块实验研究了阶跃脉冲串和双指数脉冲串对数字通信电台误码率的影响规律。引入电磁脉冲对受试设备影响时间的概念,建立了与连续波阻塞效应等价的电磁脉冲阻塞敏感判据。实验结果表明:电磁脉冲对受试设备的影响时间取决于脉冲波形,可通过效应试验测试确定。在电磁脉冲重复率较低时,受试电台的临界干扰电平与脉冲重复率无关,属于单脉冲效应;当脉冲重复率大于电磁脉冲影响时间的倒数时,受试电台的临界干扰电平随脉冲重复率增加而降低,属于多脉冲累加效应。将电磁脉冲在影响时间窗口内进行频谱分析,采用连续波带内多频阻塞效应模型进行验证,误差在2dB以内。     

馈电同轴芯径对微带天线性能的影响

针对同轴线馈电的微带天线,建立了等效电路模型。该等效电路表明,馈入到微带天线内部的导体直径直接影响天线的输入阻抗。为此设计了单频圆极化微带天线,采用电磁计算软件HFSS仿真计算了不同馈电芯径对天线参数的影响,验证了该理论。同时设计了双层介质的双频微带圆极化天线,采用同一个馈点馈电,上层微带介质中馈电导体的直径与下层微带介质中馈电导体直径不同。通过HFSS软件的优化仿真,得到了对应于两个不同频段的最优上下层馈电导体直径,获得了最佳的驻波。研究表明,对于单频和双频微带天线,通过优化馈入到介质中导体的直径可以改善天线的驻波特性。     

Coupling between Open and Shielded Wire Lines over a Ground Plane

Convenient expressions are derived which permit accurate determination of induced interference in open (unshielded) wire and shielded wire (or coaxial) lines due to ac and transient currents. Curves and tables are presented for obtaining key parameters in the calculation of interference. The limitations of the derived expressions are set forth and an example interference problem is solved. Experimental verification of the analysis is presented.     

基于频域块LMS算法的实时虚拟暗室测试方法

针对电磁辐射现场测试被测设备信号和干扰未知的情况,提出了一种基于频域块最小均方算法的实时虚拟暗室测试方法。该方法采用双通道接收机,根据测试通道和背景通道中干扰信号的相关性设计自适应滤波器,在频域对背景通道信号滤波以趋近测试通道中的干扰分量,采用瞬时双通道信号迭代更新滤波器系数,滤波器系数收敛后系统输出中只有被测设备信号。仿真与分析表明,该方法在背景通道有无被测设备信号泄露的情况下都能有效抑制干扰,与基于时域最小均方算法的方法相比,在滤波器长度相同的情况下其计算复杂度更低,适用于实时现场测试。     

50Ω皱纹铝管外导体射频同轴电缆的研制

简述了50Ω皱纹铝管外导体射频同轴电缆的研制,着重介绍了其生产工艺难点。该电缆的实测性能表明,皱纹铝管外导体射频同轴电缆可替代同规格的皱纹铜管外导体射频同轴电缆用于移动通信市场。     

Full wave approach for the analysis of open planar waveguides withfinite width dielectric layers and ground planes

A unified full wave approach based on an extended method of lines is presented for the analysis of open planar waveguides. It can be used to analyze various open planar waveguides and is suitable especially for dielectric substrates with discontinuities and/or with finite ground planes where a full wave approach is not available yet. The convergence of the method is examined by numerical experiments. As application examples, the dispersion characteristics of open single and coupled microstrip lines with finite dielectric substrates are calculated and compared with the full wave results for structures with infinite width dielectric/conductor and the available quasi-static results for single microstrip line with finite dielectric in the literature. The effect of dielectric width on the characteristics is also discussed     

Reduction of inductive common-mode coupling of printed circuit boards by nearby U-shaped metal cabinet panel

The effect of a nearby U-shaped metal cabinet panel on the inductive common-mode coupling of a printed circuit board (PCB) is calculated in a two-dimensional (2-D) model by Schwarz-Christoffel (SC) transformations for doubly connected regions. Such an open metal cabinet can significantly reduce the mutual inductance between the microstrip lines on the PCB and the common-mode circuit if the cabinet is properly connected. But it may also increase the coupling for balanced pairs of tracks, in particular where the coupling for a single track varies strongly with position. Details of the SC approach are presented. The SC results agree with those of a static method of moments approach, but also clearly indicate the accuracy limits of the latter method.     

Impact of Switching-Induced Electromagnetic Interference on Low-Voltage Cables in Substations

The electromagnetic environment within a substation is very complex. Substations represent an intricate interconnected collection of devices that serve as electromagnetic wave emitters and receptors. Transient electromagnetic emissions—electromagnetic interference (EMI)—are generated during the switching of disconnector and circuit breakers (CBs) that may cause malfunction or damage to electronic equipment positioned nearby if appropriate immunity measures are not taken. The interference may couple significant energy through common-mode currents to cable protection. Electromagnetic compatibility is mostly achieved by addressing the EMI victim through techniques in the secondary environment, such as shielding and filtering. This paper presents the finite-element method analysis of three methods: metallic channel, braided cable, and additional cable, used for EMI mitigation on low-voltage cables of 20 kV side in a 63-kV/20-kV substation due to switching effects of disconnector and CBs. In each method, overvoltage is considered and the results are compared with each other. A simple circuit analysis was also carried out on the causes of switching based on EMI to provide some insight into the interference mechanism during switching process, using common-mode and differential-mode equivalent circuits. The overvoltage reductions are attained through differential-mode current and shielding methods.