机械搅拌混响室的低频性能优化

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1、机械搅拌混响室的低频性能优化机械搅拌混响室最初应用于汽车、飞机等大型设备的电磁兼容性 (Electromagnetic Compatibility,EMC) 测试。 随着研究的进展 , 混响室也在小型 天线、蓝牙、无线局域网、物联网等相关设备的空口测试 (Over The Air,OTA) 中得到应用。相比微波暗室测试方法 , 混响室测试方法具有测试速度快、测试成本低等优 点。由于混响室内部在低频时电磁模式数目较少 , 混响室的性能在低频时较差。混响室的测试范围会受到最低可用频率 (Lowest Usable Frequency,LUF) 的 限制。混响室工作的LUF是混响室中最重要的指标之一

2、，主要由混响室的大小、 形状、品质因数与机械搅拌器的搅拌效率决定。IEC标准通过测量工作区域顶点处电场强度，计算混响室工作区域的电场均 匀性,确定混响室的LUF实践中发现即使在高于LUF的频点,混响室中的电场分 布与理想模型相比仍有较大差距。近年研究中提出了一些方法确定一个更加严格、 可靠的最低频率。 在工作频 率高于此频率时 , 混响室处于较理想的工作状态。将最近的方法进行对比分析之后，本文采用通过测量发射天线 S11参数确定 混响室中满足“比较好的工作状态”的最低频率 fwsc 的方法。通过研究优化方 法对频率 fwsc 的影响 , 研究混响室的低频特性优化问题。本论文的具体内容分为以下三

3、个方面 :1 、本文定量研究了两个搅拌器采用同 步与交错两种步进方式对混响室频率 fwsc 的影响。已有的确定混响室频率 fwsc 的方法适用于混响室中单搅拌器步进或双搅拌器同步步进的一维场景 ,但本次测试涉及到双搅拌器交错步进的二维场景 ,因此,需对测试方法进行改善在分析相关文献之后 , 本人采用二维自相关函数的方法对测试方法进行了合 理的改进 , 使其更好的适用于两个搅拌器的交错步进的场景。数据处理结果表明 改进后的方法具有一定的优势。比较测试结果发现 , 在样本个数相同的情况下 ,交错步进相比同步步进可以 显著降低混响室的频率 fwsc 。2、本文提出了一种寻找搅拌器最优步进位置的方 法。与传统的均匀步进不同 ,本文将不均匀步进得到的频率 fwsc 与均匀步进得 到的频率 fwsc 进行对比。结果表明在均匀步进位置附近进行 “微扰”改动, 可以 稍微降低混响室的频率 fwsc 。同时FEKO仿真结果表明恰当的不均匀步进可以提高低频时工作区域电场均 匀性。 3、本文进行了固有混响室的相关仿真研究。因为固有混响室不能进行实际测量 ,所以采用 IEC 标准中规定的方法计算最低可用频率(LUF) o结果表明与矩形混响室体积相同的三棱柱混响室，结合发射源搅拌与四棱台散射体散射可以降低混响室最低可用频率 (LUF)。