崔芙蓉[1]2000年在《新型横电磁波传输室系列的分析研究》文中指出人类生存空间中无所不在的电磁波不仅干扰设备的正常工作，而且影响人们的身体健康，因而对电磁兼容和生物电磁学的研究日益重要。在电磁兼容测试和生物电磁学实验研究都需要既能产生均匀的电磁波，又能提供任意电场极化，工作频带宽的横电磁泼传输室。然而现有的横电磁波传输室系列中，吉赫横电磁波传输室的上限工作频率虽可达几GHz，但传输室中电场极化方向不能改变；圆形横电磁波传输室虽然可以提供0-180°的电场极化，然而其上限工作频率只能达到几百兆赫兹，不能满足宽频带测试要求。针对这些问题，本文提出了两种新型横电磁波传输室：圆弧内导体圆形横电磁波传输室和圆锥形横电磁波传输室。鉴于目前对圆形横电磁波传输室理论分析工作的薄弱，我们采用时域有限差分法对圆形陵电磁波传输室和两种新型横电磁波传输室的特性进行了分析研究，并提出了研制椭圆横电磁波传输室的初步设想。具体工作如下： 对目前己出现的横电磁波传输室系列以及研究者们在这方面所开展的工作进行了阐述，比较了各种传输室的优缺点。为了改善圆形横电磁波传输室中场分布的均匀性，用弧形内导体板代替了圆形横电磁波传输室中的平面内导体板，提出圆弧内导体圆形横电磁波传输室。为了克服圆形横电磁波传输室的上限工作频率只能到达几百兆的缺点，去掉了圆形横电磁波传输室的的截面尺寸的突变和一侧的过渡段，并在终端加上吸波材料，则得到了既能提供任意电场极化，又能工作在宽频带范围的圆锥形横电磁波传输室。 圆形横电磁波传输室是圆形传输线的一种变形结构，采用圆柱坐标系下二维的时域有限差分法结合傅立叶变换的方法分析了内导体在不同形状和处于不同位置的情况下，圆形传输线的高阶模的截止频率，从而为圆形横电磁波传输室的上限工作频率的确定提供了依据。 采用三维时域有限差分法分析了圆形横电磁波传输室中三种结构：对称、非对称和圆弧形横电磁波传输室中场分布的均匀性、电场极化，深入研究了传输室内有效测试区域的大小与内导体形状和位置、宽度的关系。从圆弧形横电磁波传输室与非对称圆形横电磁波传输室的场均匀性比较可知，圆弧形横电磁波传输室不仅能提供0-180°的电场极化方向，并且具有更好的场均匀性，传输室内有效
谭琼亮[2]2007年在《基于时域有限差分方法的三导体横电磁波传输室的研究》文中进行了进一步梳理本文简要分析了时域有限差分方法(FDTD法)的基本原理，对算法中的几个重要问题：网格的剖分，数值稳定性，数值色散，激励源的设置，吸收边界条件的选择和设置进行了详细的阐述。分析传统的TEM传输室是研究新型电磁兼容测试设备——三导体横电磁波传输室的基础。本文首先采用有限差分法计算了TEM Cell主传输段横截面的准静态分布，分析了场均匀性随横截面的尺寸，芯板的宽度以及芯板偏心距离变化的规律。随后采用时域有限差分法计算了TEM Cell主传输段的三维场分布，并将横截面上的三维场分布与准静态场分布进行了比较，了解了准静态计算的使用条件。最后，计算了三种不同结构的TEM小室的特性阻抗，并将计算值与理论值进行了比较，验证了算法程序的正确性，为TEM Cell的工程设计提供理论依据。TTEM Cell与GTEM Cell一样具有相同的锥状结构，所不同的是传输室内放置有两块相互垂直的导体板，可以通过改变对内导体板馈源的激励方式，来获得不同方向的极化电磁场，为测试带来极大方便。本文首先用超松弛迭代法计算了其横截面在不同加载情况下的二维准静态分布，随后用时域有限差分法计算了空载TTEM Cell主体段的三维场分布，详细介绍了计算参数的选取，边界条件以及激励源的设置，给出了水平芯板接信号和水平芯板、垂直芯板均接信号的计算结果。此外，还分析了置入EUT后对TTEM Cell内的场分布和特性阻抗的影响，计算了不同尺寸EUT上、下部场强以及表面场强。最后，对TTEM Cell中电磁波各种模式的极化特性进行了详细的分析。
黄秋灵[3]2013年在《吉赫兹横电磁波小室的研究》文中认为随着科学技术和人类文明的发展，越来越多的电子设备出现在我们的生活世界里。这些电子设备有结构简单的；有结构复杂的；有工作频率很高的，也有工作频率很低的，或是不同的设备有着相同的工作条件，这就会产生设备与设备之间的电磁波干扰。同时由于这些电子设备的存在，使得我们的生存空间充满了电磁波。电磁波不仅在一定程度下会中断一些电子设备的工作状态，同时在很大程度也危害着人们的身体健康。针对于这些情况，人们开始寻找没有电磁污染的开阔场地来满足实验或是研究要求,这就引发了横电磁波小室出现和发展。横电磁波小室主要应用在两个方面，一是电磁兼容[1]应用方面，其中包含着利用GTEM cell进行EMI(电磁干扰)测试和EMS（电磁敏感性）测试；二是生物电磁学方面，这主要是利用小室来产生均匀的电磁波给生物实验提供一个实验平台。目前国内外研究的横电磁波小室体积[2]都是比较大，大约为：长50cm--900cm；宽20cm--150cm；高60cm--200cm；也有比这些体积还要大的小室，或是也稍微小一些的小室。决定小室的体积大小有一个最为关键的条件，就是工作频率。工作频率越高，为了满足小室的单模传输性，就必须要减少GTEM cell体积。在减少小室体积的同时又要兼顾小室的场均匀性的测试面积，所有这就产生了一个使用上限频率和测试面积矛盾[3]的一个问题。针对这些问题，本文第一章首先介绍了国内外横电磁波小室的发展和应用情况；第二章分析了横电磁波小室过渡段的特性阻抗计算方法和结构设计；第三章推导出GETM cell的传输室的特性阻抗计算公式和结构尺寸的关系式，并提出了一种优化芯板来抑制高次模的方法，同时介绍了如何选择满足需要的吸波材料来进行负载匹配。第四章描述了如何利用现有的实验设备进行水稻种子的微波辐射实验。
冯学斌[4]2012年在《电磁脉冲模拟器设计及其水稻纹枯菌杀灭效果研究》文中提出近几年来,脉冲功率技术在农业生物工程交叉学科的应用倍受关注。本文以电容储能型脉冲发生器为研究对象,结合高电压技术和脉冲功率技术研制了高压电磁脉冲模拟系统。结合目前国内外相关的研究结论,通过理论分析和试验相结合的方法对电磁脉冲模拟系统的工作特性进行了系统的研究,对脉冲产生的影响因素和影响规律进行了详细的分析,验证了电磁脉冲模拟系统设计方案的正确性和可行性并对电磁脉冲水稻纹枯菌的杀灭效果进行了研究,所完成的工作及取得的结论归纳如下：1.分析了双指数脉冲形成、传输和测量的基本原理。对气体火花开关的放电机理和放电过程进行了探讨并得出结论：开关电场比较均匀时,放电稳定性好；持续电压作用下气体开关的放电时延和击穿电压分散性相对于冲击电压要小；气体的种类、密度、湿度和压强都对放电特性有决定性的作用；对横电磁波小室的结构和传输特性进行了分析,总结了高次模出现的规律；对电阻型分压器的性能进行了分析并提出改善措施；分析了测量过程中误差的来源,针对性的提出了相应的解决方法。2.设计了试验用高压直流电源的。针对传统电源体积大、输出精度和稳定性差的缺点,设计了基于ZVS移相全桥DC/DC变换器的高频直流电源。主电路由整流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器和倍压整流电路组成；以TMS320F2812为控制核心,设计了驱动电路、检测电路、保护电路以及辅助电源电路。电源最大输出电压30 kV,电流2mA。3.针对以往开关放电模拟中使用固定电阻或线性可变电阻代替实际放电过程中非线性的火花电阻,存在较大误差的情况,提出一种基于Matlab/Simulink的模拟方法。在Matlab/Simulink环境下建立了气体火花开关放电的仿真模型,仿真分析了不同储能电容、电感和负载下所产生放电脉冲的时域特性。仿真结果表明,负载一定的情况下,输出脉冲的上升沿取决于系统电感,下降沿取决于储能电容的大小,与理论情况相吻合。4.研究了脉冲源的工作特性。对于脉冲源的静态特性,用自制的电阻分压器和示波器组成的测量系统进行测量记录,研究并分析了不同气压下脉冲源工作电压及输出脉冲的稳定性。研究结果表明：脉冲源的静态工作电压随气压的增高而线性增大,同时输出脉冲幅值增大；高气压下输出脉冲上升沿和幅值的稳定性更好；储能电容每增加100 pF,输出脉冲下降时间延长10 ns左右。以同样的方法,测量、记录并分析了脉冲源的动态(触发)特性。研究结果表明：同样条件下,负脉冲的触发范围比正脉冲大；负脉冲触发输出上升沿更陡峭。5.基于有限元法对横电磁波小室各截面的阻抗进行了计算并对其具体结构进行了设计。应用有限积分法仿真分析了小室中的电场分布,仿真分析表明小室中电场分布均匀,与传输电缆阻抗匹配良好。试制了小室样品,并对其阻抗、耐压性进行了试验验证,试验表明：小室最高耐压25 kV,驻波比保持在1.5之下,满足试验性能的要求。6.开展了电磁脉冲水稻纹枯菌杀灭试验,探讨了高压脉冲电场灭菌的原理。在高压脉冲电场的作用下,水稻纹枯菌的细胞膜被破坏,原生质团聚和流失造成死亡。试验表明：当脉冲幅值小于某一临界值,可以通过延长作用时间来加强灭菌效果；而脉冲幅值大于临界值,则灭菌效果的主要影响因素为脉冲幅值,延长灭菌时间的意义不大。通过本课题的研究,进一步完善电磁脉冲模拟的理论体系,为电容放电式电磁脉冲模拟器的设计及应用提供理论依据和技术支持,对改善电磁脉冲模拟器的性能,促进其在民用领域的应用具有重要的理论意义和实用价值。
张娴, 吴燎兰, 黄华, 刘晓东[5]2004年在《吉赫横电磁波传输室在CCC及CE认证检测中的应用》文中研究说明吉赫横电磁波传输室GTEMcell是CCC和CE认证检测电磁兼容试验中新型实用装置 ,在相当宽的频率范围内 ,既可对受试设备进行辐射发射的测量 ,又可进行抗扰度的测量 ,对EMC标准具有广泛适用性。测量的结果的复现性好 ,且成本低廉。
鞠文静[6]2016年在《GTEM Cell临界频率和高阶模成因的研究》文中认为吉赫兹横电磁波传输室(GTEM cell)作为一种替代开阔场和电波暗室的测试设备,在电磁兼容辐射敏感度测试和辐射发射测试中得到了广泛的应用。但是由于GTEM cell内部存在不连续和突变结构会激励高阶模,限制了它的工作上限频率和有效测试区域的大小。为了提高GTEM cell的性能,本论文采用理论分析、实验验证和模拟仿真等方法,一方面以本实验室2.5米长GTEM cell作为参考,研究复合终端参数配置对临界频率点反射系数的影响,对GTEM cell的结构进行了优化;另一方面研究了 GTEM cell内部高阶TM模和TE模的成因,为GTEM cell的设计制造和应用提供重要指导。根据同轴传输/反射法原理设计了一套空气同轴线测试夹具。使用该测试装置对胶木、聚四氟乙烯和有机玻璃等材料进行了测试分析,并比较了非磁性材料复介电常数的三种算法,发现当试样长度为试样中电磁波半波长的整数倍时,使用特性阻抗法和NRW法得到的介电常数在对应频率点处会产生巨大发散,而使用传播常数法计算的复介电常数不受测试试样厚度谐振问题的影响。研究了传播常数法中导致传播常数出现多值问题的根源,发现当试样长度为试样中电磁波半波长的奇数倍时,需要对传播常数的虚部进行修正,并给出了虚部修正时对应的临界频率点。对GTEM cell常用角锥泡沫吸波材料的复介电常数进行了实验测试,发现角锥泡沫吸波材料介电常数存在非均匀性。提出了一种基于有限积分技术的吸波材料反射率的建模仿真方法,使用该方法对电磁兼容吸波材料铁氧体瓦和角锥泡沫吸波材料的反射率进行了研究。结果显示,对于无孔铁氧体瓦,仿真得到的反射率与产品提供的反射率相比仅在极值点处相差15dB。对于中心开孔的铁氧体瓦,由于测试过程中片与片之间存在缝隙,仿真结果略优于实测结果。对于角锥泡沫吸波材料,实测结果和仿真结果在100MHz～350MHz范围内重合较好,在350 MHz～600MHz频率范围内最大偏差为10dB。通过对GTEM cell进行三维实体建模,研究了电阻网板和角锥泡沫吸波材料的几何参数对临界频率点反射系数的影响。研究结果显示,增加电阻网板的列数和降低电阻网板的行数能够降低端口的反射系数;增加底座高比增加角锥高对降低反射系数的效果更显著。使用一阶德拜模型研究了吸波材料电磁参数对端口反射系数的影响,发现增加吸波材料的静态介电常数能够降低反射系数;而增加弛豫时间会提高吸波材料高频段的反射。本文还对电磁参数测试过程中发现的吸波材料电磁参数不均匀的问题进行了仿真研究和实验验证。研究发现,对于同一批角锥泡沫吸波材料,将介电常数较大的吸波材料安装在芯板附近对降低GTEM cell临界频率点反射系数更有效;对于单块吸波材料,增加角锥部分介电常数比增加底座部分介电常数对降低反射系数更有效。分析了复合终端参数对临界频率点的影响,并对复合终端参数进行了优化,发现吸波材料总高度与电阻网板最前端到后端板的距离相等时,临界频率点的反射系数最小;还发现吸波材料的静态介电常数并不是越大越好,而是存在一个范围,使得GTEM cell反射系数满足设计要求的同时达到阻抗匹配的要求。使用数值仿真方法研究了空载GTEM cell沿纵向不同位置参考点电场的垂直分量和纵向分量值,发现距离复合终端越远的参考点去耦合效应越强,表明电阻网板是GTEM cell内部TM模的激励源。通过比较加载受试设备(EUT)前后场强值的变化,发现空载GTEM cell归一化电场垂直分量在有效测试区内的变化范围小于±3dB,而加载受试设备后的变化范围超过±3dB,还发现参考点磁场纵向分量在相应横截面TE10模截止频率点处显著增加,表明EUT是高阶TE模的主要激励源。进一步的计算显示加载EUT后有效测试区的场分布发生明显畸变。对GTEM cell的性能测试表明其特性阻抗和电压驻波比满足应用要求。通过使用IEC 61000-4-20来校准GTEM cell的场均匀性,发现主极化方向场强满足0～6dB的场均匀性要求,但是次极化方向与主极化方向场的比值不满足要求。
李振伟[7]2011年在《机场复杂电磁环境下虚拟电波暗室的设计与实现》文中提出随着机场装备信息化程度不断提高,用频装备型号、数量急剧增加,它们之间所产生的电磁兼容与频谱管理问题直接影响到装备系统整体能力的下降,如何在日趋复杂的机场电磁环境下,在大型装备不能进入传统测试平台进行电磁兼容测试的情况下,获得装备辐射出来的真实频谱特征,从而进行系统间电磁兼容分析是当前急需解决的重要问题,而虚拟电波暗室技术提供了解决这个问题的有效途径。本文提出了虚拟电波暗室的基本理论、方法体系、技术方案等,为机场复杂电磁环境下,实现频谱管控、抗扰保通提供了一种新方法。整个研究过程中,牢牢把握“需求引领建设”的研究思路,在对机场复杂电磁环境进行深入研究的基础上,在对传统电磁兼容测试平台进行广泛分析的前提下,确定了虚拟电波暗室的总体设计思路。总体设计中按照虚拟电波暗室系统要实现的效能,对虚拟电波暗室的系统总体组成、天线阵、接收机、信号处理机、网络传输线路等进行了详细设计,对一些系统软件和接口做了规定要求,最后对虚拟电波暗室系统的性能参数进行了标准化规范,以作为暗室系统搭建的具体指标要求。信号处理算法研究是构建虚拟电波暗室的核心,本文主要对盖氏半径(Gerschgorin Radii)算法、空间谱估计的MUSIC算法和ESPRTT算法、盲信号分离的AMUSE算法和JADE算法等进行了研究,并进行了数学建模仿真,主要选用的仿真工具是MATLAB环境下的Simulink仿真软件,在前期研究的基础上搭建算法模型,然后把这些算法集成在一个仿真框架内,最后根据模拟产生的信号和实测信号数据来验证处理效果。在系统总体设计和信号处理算法研究的基础上,搭建了虚拟电波暗室系统和试验系统,以验证系统的实际效能。最后通过某机场电磁环境下虚拟电波暗室实测试验,有效地验证了多信号的盲分离、空间谱估计以及信号波形与方向之间的关联等技术,从而证明了虚拟电波暗室系统是符合设计要求的。
周晓萍, 邹澎, 柳朝阳[8]2005年在《GTEM Cell内场的分布》文中认为通过计算和测量研究了GHz横电磁波传输室内场分布的特点.介绍了利用三维FDTD法计算GHz横电磁波传输室内场分布的方法、需要注意和解决的一些问题,并将理论结果与实验结果进行了比较,符合得比较好.可以看出在GHz横电磁波传输室的有效工作区内场强的变化小于4dB,可以满足电磁兼容测量的要求.
魏邦友[9]2011年在《预兼容实验室校准技术的研究》文中提出随着电磁兼容测试环节在产品研发及生产周期中的重要性日益突出,许多企业纷纷建造了自己的电磁预兼容实验室,以便预先了解和提升所生产产品或产品系的电磁兼容性,然而由于其测试环境与相关检测部门相比往往存在一定的差异,从而导致最终的测试结果存在较大的误差。针对上述问题,本文首先引入实验室能力验证的概念,通过实验室之间的比对测量从而对实验室合格与否进行定性评价。同时,为了能够多角度,全方位的对不同实验室测试结果的差异性进行说明,本文基于数理统计及集对分析等理论又提出了相似指数、尖峰保有率、均方误差和联系度这四个评价参量。最后对电磁预兼容实验室中所涉及的测试附件的校准方法进行了简要的说明,并将回归分理论及插值算法理论应用于电磁预兼容实验室的环境校准中,并通过实验室间的比对测试及本文所提出的评价参量验证了这种方法的可行性和有效性。
崔芙蓉, 季飞, 胡彬杰, 赖声礼[10]1999年在《FDTD法分析多连接波导的模式》文中认为采用时域有限差分法结合傅立叶变换方法，分析了非对称的混合波导和偏心圆波导的模式和场分布，得出了有工程实用价值的结果，为新型圆形横电磁波传输室和多连接波导的设计提供了理论基础。
参考文献：
[1]. 新型横电磁波传输室系列的分析研究[D]. 崔芙蓉. 华南理工大学. 2000
[2]. 基于时域有限差分方法的三导体横电磁波传输室的研究[D]. 谭琼亮. 西南交通大学. 2007
[3]. 吉赫兹横电磁波小室的研究[D]. 黄秋灵. 电子科技大学. 2013
[4]. 电磁脉冲模拟器设计及其水稻纹枯菌杀灭效果研究[D]. 冯学斌. 南京农业大学. 2012
[5]. 吉赫横电磁波传输室在CCC及CE认证检测中的应用[J]. 张娴, 吴燎兰, 黄华, 刘晓东. 检验检疫科学. 2004
[6]. GTEM Cell临界频率和高阶模成因的研究[D]. 鞠文静. 东南大学. 2016
[7]. 机场复杂电磁环境下虚拟电波暗室的设计与实现[D]. 李振伟. 东北大学. 2011
[8]. GTEM Cell内场的分布[J]. 周晓萍, 邹澎, 柳朝阳. 西安电子科技大学学报. 2005
[9]. 预兼容实验室校准技术的研究[D]. 魏邦友. 西安电子科技大学. 2011
[10]. FDTD法分析多连接波导的模式[J]. 崔芙蓉, 季飞, 胡彬杰, 赖声礼. 桂林电子工业学院学报. 1999
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