專利名稱：一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)和裝置。
背景技術(shù)：
早在1968年人們就提出了混響室電磁兼容測試的設(shè)想。從那以后不斷有人進(jìn)行這方面的理論研究和實(shí)驗(yàn)，特別是最近幾年，關(guān)于混響室研究論文成倍增長，混響室電磁測試技術(shù)已相當(dāng)成熟，在此基礎(chǔ)上，國際電工委員會已出臺混響室基本標(biāo)準(zhǔn)“Electromagnetic ompatibility(EMC)-Part4-21Testing and measurement techniques-Reverberation ChamberTest Methods”標(biāo)志著混響室從研究走向?qū)嵱?。迄今為止，混響室主要分為三類，分別是機(jī)械攪拌/調(diào)諧混響室、頻率攪拌混響室和源攪拌混響室，較為成熟的方法是用機(jī)械攪拌/調(diào)諧的方式使混響室內(nèi)電磁場達(dá)到均勻，混響室一些主要的研究文章和標(biāo)準(zhǔn)都是關(guān)于模攪拌/調(diào)諧混響室的，國外雖也有少量關(guān)于源攪拌和頻率攪拌混響室的文章發(fā)表，但后兩種混響室離實(shí)用差得很遠(yuǎn)。頻率攪拌混響室同機(jī)械攪拌一樣不適用于少模狀態(tài)。源攪拌混響室雖有人用計(jì)算機(jī)對其內(nèi)部電磁場進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，但只在多模狀態(tài)下(600MHz)，沒人認(rèn)識到源攪拌在少模條件下均勻攪拌的意義。但這通常是混響室工作在過模狀態(tài)才能實(shí)現(xiàn)，因此，混響室工作頻率不能太低。也有少量文章論及頻率攪和源攪拌混響室的，它們的討論也都是限制在高頻段，至今仍未見到有關(guān)混響室低頻端的測試?yán)碚摵头椒āｋm然國外對混響室的電磁理論研究開展了二十多年，但始終沒有實(shí)質(zhì)上的進(jìn)展，僅僅限于模數(shù)的估算上。本項(xiàng)發(fā)明在理論上重新分析了諧振腔內(nèi)電磁模式，闡明了EMC混響室電磁工作機(jī)理，并將EMC混響室電磁工況按模態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)地分類的基礎(chǔ)上，從數(shù)學(xué)上證明了在一維雙模條件下采用對稱模和反對稱模發(fā)射可以有效地改善混響室內(nèi)電磁場的均勻性，說明了降低混響室最低可用頻率的可能性。
現(xiàn)普遍使用的混響室是機(jī)械攪拌式的，它只適用于多?；蜻^模條件下，也就是高頻條件下?；祉懯以陬l率低端也能開展工作，必須解決兩個(gè)問題一是攪拌器效率，二是少模條件下能否攪拌均勻。由于低頻狀態(tài)下，工作波長與混響室線度相比擬，也就與攪拌器相比擬。由于電磁波的繞射，機(jī)械攪拌器的效率很低，不能有效地改變混響室內(nèi)電磁場的模分布，源攪拌混響室使這兩個(gè)方面的問題都得到解決，因此源攪拌混響室特別適宜工作在低頻少模狀態(tài)下。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的技術(shù)混響室最低可用頻率較高的不足，本發(fā)明提供一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)和裝置，在理論上重新分析了諧振腔內(nèi)電磁模式，闡明了EMC混響室電磁工作機(jī)理，并將EMC混響室電磁工況按模態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)地分類的基礎(chǔ)上，從數(shù)學(xué)上證明了在一維雙模條件下采用對稱模和反對稱模發(fā)射可以有效地改善混響室內(nèi)電磁場的均勻性，說明了降低混響室最低可用頻率的可能性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射裝置主要由屏蔽矩形腔體、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、天線控制系統(tǒng)和主控制系統(tǒng)構(gòu)成，屏蔽矩形腔體主要由屏蔽門、通風(fēng)波導(dǎo)窗、濾波器、接口板等組成；發(fā)射系統(tǒng)、是由信號源、功率放大器、發(fā)射天線等組成；接收系統(tǒng)則是由場強(qiáng)探頭、接收天線、毫伏表、接收機(jī)組成；天線控制系統(tǒng)主要用來控制發(fā)射天線的運(yùn)行路線和天線組中的發(fā)射時(shí)間和發(fā)射次序的；主控制系統(tǒng)用來控制整個(gè)測試的流程。這幾個(gè)系統(tǒng)除天線控制系統(tǒng)外都與傳統(tǒng)的電磁兼容測試系統(tǒng)一樣。特征在于天線控制系統(tǒng)的是根據(jù)對稱模發(fā)射和反對稱模發(fā)射原理預(yù)先依次設(shè)計(jì)好發(fā)射天線每次發(fā)射時(shí)天線在混響室中的具體位置和極化方向來控制發(fā)射天線的每一次發(fā)射，這樣當(dāng)發(fā)射天線經(jīng)過一個(gè)周期的電磁發(fā)射就能在混響室中產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)均勻的電磁場。
源攪拌混響室是采用改變發(fā)射天線的方位或幾個(gè)天線交替發(fā)射，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)均勻的電磁場，這樣就不存在因?yàn)槌叽缧《嬖诘碾姶挪ǖ睦@射問題，也就能很好地解決較低工作頻率情況下攪拌器攪拌效率問題。根據(jù)的研究，對于任一固定頻率，只要將發(fā)射天線放在一適當(dāng)位置，就能按要求完成對稱模和反對稱模發(fā)射，即使在頻率較低時(shí)也能實(shí)現(xiàn)均勻攪拌。
本發(fā)明的有益效果是利用對稱模和反對稱模發(fā)射原理采用源攪拌技術(shù)就能很大的改善混響室內(nèi)低頻電磁場均勻性?，F(xiàn)有的機(jī)械攪拌混響室和頻率攪拌混響室不能改善低頻時(shí)混響室內(nèi)電磁場的整體均勻性，采用源攪拌技術(shù)后，通常房間大小的混響室就能完成全頻段的EMC的輻射發(fā)射測試，至于少模狀態(tài)下，混響室電磁場能否實(shí)現(xiàn)均勻攪拌，已經(jīng)證明了在少模狀態(tài)下采用對稱模和反對稱模發(fā)射原理，就能低頻條件下產(chǎn)生較均勻的電磁場。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的混響室內(nèi)低頻電磁場分布圖。
圖2是沒有采用本發(fā)明的混響室內(nèi)低頻電磁場分布圖。
圖3是源攪拌混響室電磁兼容測試布置圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1；一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射裝置(源攪拌混響室)主要由屏蔽矩形腔體、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、天線控制系統(tǒng)和主控制系統(tǒng)構(gòu)成，屏蔽矩形腔體主要由屏蔽門、通風(fēng)波導(dǎo)窗、濾波器、接口板等組成；發(fā)射系統(tǒng)、是由信號源、功率放大器、發(fā)射天線等組成；接收系統(tǒng)則是由場強(qiáng)探頭、接收天線、毫伏表、接收機(jī)組成；天線控制系統(tǒng)主要用來控制發(fā)射天線的運(yùn)行路線和天線組中的發(fā)射時(shí)間和發(fā)射次序的；主控制系統(tǒng)用來控制整個(gè)測試的流程。這幾個(gè)系統(tǒng)除天線控制系統(tǒng)外都與傳統(tǒng)的電磁兼容測試系統(tǒng)一樣。特征在于天線控制系統(tǒng)的是根據(jù)對稱模發(fā)射和反對稱模發(fā)射原理預(yù)先依次設(shè)計(jì)好發(fā)射天線每次發(fā)射時(shí)天線在混響室中的具體位置和極化方向來控制發(fā)射天線的每一次發(fā)射，這樣當(dāng)發(fā)射天線經(jīng)過一個(gè)周期的電磁發(fā)射就能在混響室中產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)均勻的電磁場，具體布置如圖3所示。
一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)，采用改變發(fā)射天線的方位或至少3副天線交替發(fā)射，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)均勻的電磁場，這樣就不存在因?yàn)槌叽缧《嬖诘碾姶挪ǖ睦@射問題，也就能很好地解決較低工作頻率情況下攪拌器攪拌效率問題。根據(jù)的研究，對于任一固定頻率，只要將發(fā)射天線放在一適當(dāng)位置，就能按要求完成對稱模和反對稱模發(fā)射，即使在頻率較低時(shí)也能實(shí)現(xiàn)均勻攪拌。如圖3所示，在一房間大小的混響室中，放置三副或至少3副天線1、2、3，天線1、2、3對準(zhǔn)混響室的不同角落(不要直接對準(zhǔn)測試區(qū)域)，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)控制天線輪流進(jìn)行發(fā)射，其校準(zhǔn)測試方法步驟如下步驟1對某一固定測量頻率，根據(jù)電磁場理論和產(chǎn)生對稱和反對稱發(fā)射的原理預(yù)先設(shè)計(jì)發(fā)射天線組中每個(gè)發(fā)射天線的方向和位置；步驟2保持發(fā)射功率不變條件下，依次輪流進(jìn)行電磁發(fā)射；步驟3 按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)(如IEC61000-4-21)的方法進(jìn)行EMC混響室的校準(zhǔn)和測試；步驟4換下一個(gè)頻率點(diǎn)重復(fù)上述步驟1-3；步驟5調(diào)整發(fā)射天線的位置。
發(fā)射天線的位置進(jìn)行調(diào)整方法如下，不同的頻率天線的位置不同，發(fā)射天線每次發(fā)射的時(shí)間由被測設(shè)備和監(jiān)測設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間決定，且應(yīng)大于混響室時(shí)間常數(shù)的二倍半以上。以上方法同樣可用于輻射發(fā)射測試，這里不再贅述。對于不滿足場均勻性要求的，可以增加天線數(shù)量或機(jī)械攪拌器以達(dá)到要求為止。對于大功率發(fā)射，圖3中的轉(zhuǎn)換開關(guān)放在功放之前，分別控制功放輸出，每個(gè)功放輸出連接不同的天線。圖1和圖2是利用對稱模發(fā)射的源攪拌混響室和沒用該技術(shù)時(shí)工作頻率較低的雙模條件下，混響室內(nèi)電磁場分布的比較圖。圖中明顯看出用了該技術(shù)時(shí)，電磁場得到很大的改善。圖1和圖2比較挪用很明顯看出采用本發(fā)明能改善低頻時(shí)混響室內(nèi)電磁場分布的均勻性。
權(quán)利要求
1.一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)，其特征是采用改變發(fā)射天線的方位或至少3副天線交替發(fā)射，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)均勻的電磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)，其特征是根據(jù)對稱模發(fā)射和反對稱模發(fā)射原理預(yù)先依次設(shè)計(jì)發(fā)射天線每次發(fā)射時(shí)天線在混響室中的具體位置和極化方向來控制發(fā)射天線的每一次發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)，其特征是天線對準(zhǔn)混響室的不同角落，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)控制天線輪流進(jìn)行發(fā)射，其校準(zhǔn)測試方法步驟如下步驟1對某一固定測量頻率，根據(jù)電磁場理論和產(chǎn)生對稱和反對稱發(fā)射的原理預(yù)先設(shè)計(jì)發(fā)射天線組中每個(gè)發(fā)射天線的方向和位置；步驟2保持發(fā)射功率不變條件下，依次輪流進(jìn)行電磁發(fā)射；步驟3按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行EMC混響室的校準(zhǔn)和測試；步驟4換下一個(gè)頻率點(diǎn)重復(fù)上述步驟1-3；步驟5調(diào)整發(fā)射天線的位置。
4.一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)裝置，由屏蔽矩形腔體、發(fā)射系統(tǒng)、接收接收系統(tǒng)、天線控制系統(tǒng)和主控制系統(tǒng)構(gòu)成，屏蔽矩形腔體主要由屏蔽門、通風(fēng)波導(dǎo)窗、濾波器、接口板等組成；發(fā)射系統(tǒng)、是由信號源、功率放大器、發(fā)射天線等組成；接收系統(tǒng)則是由場強(qiáng)探頭、接收天線、毫伏表、接收機(jī)組成；主控制系統(tǒng)用來控制整個(gè)測試的流程，其特征是天線控制系統(tǒng)控制發(fā)射天線的運(yùn)行路線和天線組中的發(fā)射時(shí)間和發(fā)射次序；天線控制系統(tǒng)的是根據(jù)對稱模發(fā)射和反對稱模發(fā)射原理預(yù)先依次設(shè)計(jì)好發(fā)射天線每次發(fā)射時(shí)天線在混響室中的具體位置和極化方向來控制發(fā)射天線的每一次發(fā)射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)裝置，其特征是轉(zhuǎn)換開關(guān)放在功放之前，分別控制功放輸出，每個(gè)功放輸出連接不同的天線。
全文摘要
一種混響室天線攪拌調(diào)諧和對稱模發(fā)射技術(shù)和裝置，裝置主要由屏蔽矩形腔體、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、天線控制系統(tǒng)和主控制系統(tǒng)構(gòu)成，屏蔽矩形腔體主要由屏蔽門、通風(fēng)波導(dǎo)窗、濾波器、接口板等組成；特征在于天線控制系統(tǒng)的是根據(jù)對稱模發(fā)射和反對稱模發(fā)射原理預(yù)先依次設(shè)計(jì)好發(fā)射天線每次發(fā)射時(shí)天線在混響室中的具體位置和極化方向來控制發(fā)射天線的每一次發(fā)射，這樣當(dāng)發(fā)射天線經(jīng)過一個(gè)周期的電磁發(fā)射就能在混響室中產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)均勻的電磁場。本發(fā)明的有益效果是利用對稱模和反對稱模發(fā)射原理采用源攪拌技術(shù)就能很大的改善混響室內(nèi)低頻電磁場均勻性。
文檔編號G01R33/02GK1661389SQ20051001124
公開日2005年8月31日 申請日期2005年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月24日
發(fā)明者丁堅(jiān)進(jìn), 沙斐, 王化深, 周克生, 聞?dòng)臣t, 王鳳蘭, 朱云, 王國棟, 呂飛燕 申請人:北京交通大學(xué)