电磁兼容测试中的源搅拌混响室和电磁干扰接收机的相关研究
【摘要】：
本文以电磁兼容测试为研究背景，在测试场地(环境)方面分析了“源搅拌混响室”的工作原理、影响因素，仿真验证了源搅拌设计的有效性和各因素影响下的性能变化规律；在测试设备方面介绍和分析了“电磁干扰测量接收机”的组成结构、控制系统、工作流程、误差控制和改进设计。
本文的具体研究内容和研究成果如下：
1．对比分析了不同类型混响室的工作原理、实现方式；在讨论了传统的机械搅拌型混响室的各种缺陷的基础上分析了源搅拌型混响室的各种优点；
2．介绍了混响室的各种性能参数，分析了混响室中的统计均匀场所需要满足的统计规律，给出了详细的推导过程；
3．利用格林函数法求解了源搅拌混响室二维模型中的电场表达式，利用并矢格林函数法求解了源搅拌混响室三维模型中的电场表达式，给出了详细的推导过程；
4．分析了仿真模型的局限性，给出了MATLAB和FEKO的比对实验结果，验证了文中采用的仿真方法和仿真工具的有效性、合理性；
5．利用其简化的二维模型，从场分布的均匀性和统计特性的角度，仿真验证了源搅拌设计的有效性；分析验证了各种因素对混响室性能的影响情况，即随着工作频率的升高(腔体尺寸的扩大)和激励源移动范围的扩大，混响室的性能会逐渐改善；随着腔体品质因素的提高，混响室的性能会逐渐恶化；
6．利用其三维仿真模型分析了激励源对场分布的影响，仿真验证了二维分析中的部分结论，证实了源搅拌设计的有效性；
7．在介绍了超外差式电磁干扰测试接收机的工作原理的基础上，提出了目前可行的测量接收机的组成结构方案(基于INTEL196KC嵌入式微处理器)，分析了接收机的测量原理；并重点介绍了接收机控制系统的组成、人机交互(键盘和显示)和自动测量过程；
8．在已有的硬件系统基础上，为提高测量的精度和速度，取消了原设计中的中频个位十分位衰减器，提出了软件查表的方法来获得等效的测量结果；
9．结合系统调试过程中出现的各种问题及其解决方法，分析指出了几个和测量精度密切相关的部件：校准／测量开关，检波二极管，衰减器和校准源；并结合开发过程中的经验，提出了干扰接收机的若干改进方案。
【关键词】：电磁兼容 源搅拌混响室 并矢格林函数 场均匀性 统计特性 电磁干扰测量接收机 超外差接收机 【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM937
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2007.167403
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-12
- 第一章 绪论12-20
- 1.1 电磁兼容与电磁兼容测试12-13
- 1.2 混响室13-17
- 1.2.1 混响室的发展历史14-15
- 1.2.2 混响室的发展现状15-16
- 1.2.3 源搅拌混响室的研究背景和意义16-17
- 1.3 电磁干扰测量接收机17-20
- 1.3.1 干扰接收机的发展历史17-18
- 1.3.2 干扰接收机的发展现状18-19
- 1.3.3 接收机的开发背景和意义19-20
- 第二章 混响室的原理性分析20-44
- 2.1 混响室的特点和用途20-21
- 2.2 混响室的基本原理21-31
- 2.2.1 矩形波导和谐振腔22-25
- 2.2.2 品质因素带宽25-30
- 2.2.3 过模谐振与混响室30-31
- 2.3 混响室的参数31-33
- 2.3.1 模式密度31
- 2.3.2 最低可用频率(LUF)31-32
- 2.3.3 混响室的品质因数(Q)32-33
- 2.4 混响室的评价指标33-41
- 2.4.1 场的均匀性33-34
- 2.4.2 场的统计特性34-41
- 2.5 混响室的校准和工作方式41-44
- 2.5.1 混响室的校准41-43
- 2.5.2 混响室的工作方式43-44
- 第三章 源搅拌混响室44-65
- 3.1 混响室的各种实现方案44-47
- 3.2 源搅拌混响室二维模型的场分布分析47-51
- 3.2.1 问题的提出47-49
- 3.2.2 问题的求解49-51
- 3.3 源搅拌混响室三维模型的场分布分析51-60
- 3.3.1 问题的提出51-53
- 3.3.2 并矢格林函数的引入53-55
- 3.3.3 矢量波函数的引入55-57
- 3.3.4 矩形腔体内的并矢格林函数57-60
- 3.4 源搅拌混响室的工作原理、影响因素和实现方式60-65
- 3.4.1 源搅拌混响室的工作原理60-62
- 3.4.2 源搅拌混响室的影响因素分析62-64
- 3.4.3 源搅拌混响室的实现方式64-65
- 第四章 源搅拌混响室的有效性和影响因素分析65-108
- 4.1 二维模型的仿真分析65-86
- 4.1.1 二维仿真模型65-67
- 4.1.2 FEKO与 MATLAB在二维仿真中的比对验证67-71
- 4.1.3 仿真过程的设计71
- 4.1.4 源搅拌设计的有效性分析71-76
- 4.1.5 影响因素的仿真分析1——工作频率76-80
- 4.1.6 影响因素的仿真分析2——品质因素80-84
- 4.1.7 影响因素的仿真分析3——源扰动范围84-86
- 4.2 三维模型的仿真分析86-108
- 4.2.1 三维仿真模型86-91
- 4.2.2 FEKO与 MATLAB在三维仿真中的比对验证91-93
- 4.2.3 仿真过程设计93-94
- 4.2.4 激励源和场分布的联系94-97
- 4.2.5 源搅拌设计的有效性分析97-99
- 4.2.6 影响因素的仿真分析1——工作频率99-103
- 4.2.7 影响因素的仿真分析2——品质因素103-108
- 第五章 传统电磁干扰接收机的自动化改造108-130
- 5.1 电磁干扰测量接收机的组成结构和工作原理分析109-117
- 5.1.1 校准源110-111
- 5.1.2 预选器111-112
- 5.1.3 本地振荡器和混频器112-113
- 5.1.4 衰减器113-115
- 5.1.5 检波器115-116
- 5.1.6 电磁干扰测量接收机的工作原理分析116-117
- 5.2 电磁干扰测量接收机的控制系统设计117-125
- 5.2.1 键盘模块设计119-120
- 5.2.2 显示模块设计120-122
- 5.2.3 自动测量的软件设计122-124
- 5.2.4 自动测量的过程124-125
- 5.3 系统调试125-127
- 5.4 实测情况及各种改进127-130
- 5.4.1 衰减器的软件模拟127
- 5.4.2 频率调谐127-128
- 5.4.3 影响测量精度的部分128-130
- 第六章 总结及展望130-133
- 6.1 源搅拌混响室的总结和展望130-131
- 6.2 电磁干扰接收机的总结和展望131-133
- 附录133-137
- 参考文献137-143
- 攻读学位期间发表的学术论文目录143-145
- 致谢145
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