混响室的仿真、分析与优化

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混晌室的仿真、分析与优化

摘要

作为一种新型的电磁兼容测试场地，混响室近年来发展迅速，得到越来越多的关注。这是由于相比于传统的测试场地，混响室在工程造价、测量时间、有效模拟复合场等许多方面优点突出。

混响室要求在屏蔽腔体内产生空间均匀、各向同性、随机极化的电磁环境用于受试设备的测量。产生这种电磁环境的方案有很多，但是实际建造的混响室中运用最多的还是机械搅拌法。

混响室的结构设计中，搅拌器的设计是一个难点。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。

本文详细介绍了混响室的工作原理、ＦＥＭ法及电磁场的仿真软件ＨＦＳＳ，用ＨＦＳＳ构建了一个混响室模型，并设计了三组实验，来分析比较不同的搅拌器形状、个数、大小对混响室性能的影响。实验分析的结果对于实际的混响室设计具有一定的参考意义。

关键词：混响室有限元法场均匀性搅拌器

ＳＩＭＵＬＡＴＩｏＮＡＮＤＡＮＡＬＹＺＡＴＩｏＮｏＦ

ＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩｏＮＣＨＡＭＢＥＲ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

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ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒＦＥＭｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｓｔｉｒ

第一章概述

传统的电磁兼容测量场地都是在规范的电磁波传输条件下进行测量，如ＧＴＥＭ小室中的场是单模横电磁波，开阔场与半电波暗室则是模仿自由空间的电磁场。为了满足这些规范化的条件，对这些测量场地中的地板、墙壁、吸波材料等都有严格的要求，使得这些场地造价昂贵。同时，随着科技的发展，电子类产品的集成度越来越高，系统内电磁环境越来越复杂。在对一些大型的受试设备进行电磁兼容测试时，常常需要产生高强度的高频电磁场以模拟实际的工作环境，对于开阔场地和半电波暗室来讲，这就需要增益非常高的功率放大器。

作为一种新型的电磁兼容辐射测量场地，混响室突破传统的思路，它使用机械搅拌器在屏蔽腔体内产生空间均匀、各项同性、随机极化的电磁环境用于受试设备的测量，很好的解决了前面的问题。混响室近年来发展迅速，受到越来越多的重视就在于，与传统的测量场地相比它在造价、测量时间、有效模拟复合场等许多方面优点突出。

１．１混响室的发展历史

最早在１９６８年，Ｄｒ．Ｈ．Ａ．Ｍｅｎｄｅｓ就提出了将空腔谐振用于电磁辐射测量的思想。１９７１年，美军发布了ＭＩＬ．ＳＴＤ１３７７，接受使用混晌室用于电缆和屏蔽材料屏蔽效能的测试。但在这之后的十多年罩，这种测量方法并未得到更多的关注。直到２０世纪８０年代，随着军工产品、汽车、航空工业产品的辐射抗扰度要求越来越高，希望对大体积的受试设备（ＥＵＴ）获得高频电磁场。对于开阔场地或半电波暗室等传统的测量环境，这就要求十分高的功率放大器。此外，在电缆、电缆连接器或屏蔽材料的屏效能测试方面，也需要更经济有效的方法。这些需求使得混晌室重获新生。

１９８６年，美国国家标准局（ＮａｔｉｏｎａｌＢｕｒｅａｕｏｆＳｔａｎｄａｒｄｓ）的Ｄｒ．ＭｉｋｅＬＣｒａｗｆｏｒｄ及其小组为混响室的发展奠定了基础。到８０年代末，混响室开始为各国际标准所接受。１９８７年３月，ＣＩＳＰＲ／Ａ／（Ｓｅｃ．）８２（ＣＩＳＰＲ１６一ｌ《无线电骚扰与抗扰度测量设备规范》的草稿）描述了作为辐射总功率测量的混响室。规定了混响室的结构及性能试验（搅拌效率及耦合衰减）。后来，这些内容基本上未作修改地纳入ＣＩＳＰＲ／Ａ／（Ｓｅｅ．）８３（ＣＩＳＰＲ１６—２《无线电骚扰与抗扰度测量方法》的草