专利名称：混响室的制作方法
混响室
本发明的目的是可用于电磁测试领域中的混响室的部件。
在电磁测试领域、尤其电磁兼容性领域还有抗电磁冲击领域中，已知使设备经受电磁激励并测量它们的性能。在某些情况下，还提供测量设备所接收到的电磁波的衍射特性。
关于这一点，尤其才艮据文献EP-B1-1141733，知道一种电磁测试室。这样的室包括一般是金属的反射壁。在这些壁之内设置待测试的对象。在本发明中，待测试的对象可以是卫星、甚至是飞行器，因此该室的尺度是几米量级的高度和宽度以及至少约十米的长度。如有需要，室可以更小，为该尺度的五分之一的量级，甚至还要小，或者更大。
天线穿入该室中并且该天线在室的外部连接到高频信号发生器。在这
样馈送的情况下，天线产生无线电波，其根据该室的;d所固有的腔谐振
模式(mode de cavi")在室中传播并非常迅速地建立为静态场。因此放置在室中的对象经受该电磁感应。针对激励信号的各个频率值，可以测量被测试对象的性能。因此可以绘制该对象的工作随频率的敏感性。
起初观察到对象似乎在一些频率值呈现较好的抗冲击性，而在其它频率上表现较弱。
在实践中，所观察到的健壮性往往A^假的。其在很大程度上不是真实发生的表示而是测量的结果。事实上，对于一些频率值而言，在该室中建立的谐振腔的模式在放置对象处51起激励节点。这产生该对象对这些激励不敏感的假象。为了解决此问题，考虑两个解决方案
在第一解决方案中，考虑将所述室制造得非常大。事实上，室越大，在低频时就越可能在其中产生大量的腔谐振稳态模式，从而在对象处引起有效的电磁激励。通过提高频率，由于波长变短所以腔谐椒漠式可以更容易地建立。然而这样的解决方案的缺点;1待测试对象经受的激励功率随该室的体积而变化。室的体积越大，待测试对象处的可用能量就越小。因此要在该室的尺寸和激励功率之间找到折衷。激励功率可变得受限。
另一个解决方案(尤其在上述文献中所描述的)或者通过4吏室的壁的取向和位置是可动的(通过使用挠性壁)或者通过使用金属搅动器来提供事实上对该室的尺度的改变。
在本发明中，特别地通过统计测量了解到所观察到的对某些电磁冲击的耐受性根据所用的室的尺度和天线呈现出从一个室到另一个室的值的较大离散。在本发明中，最终可以测定如上述文献所述由使用搅动器引起壁的几何改变不一定导致足够有效地增加激励情况的多样性程度，除非使用极大尺度的搅动器，而这大大地减少了室中的可用空间。
在本发明中，认为室中的天线具有辐射的主方向。为了进一步增加可用的腔谐椒漠式的多样性，计划改变室中的天线的辐射的主方向，也就是说相对于其中安装天线的参照系统。在一个解决方案中，天线在搅动器之
外。在这种情况下如果需要，天线可以通过屏蔽与对象分隔或者被定向为主瓣朝向与该屏蔽的方向相反的方向，以^吏得天线的辐射的主方向优选不
能够直接冲击对象。想法是在波到i^f象之前获得至少一定数量的反射。通过这样操作，在依靠相对简单构造的室的同时，获得了最大多样性的激励模式的结果。
因此本发明的目的是混响室，在其内部包括无线电天线、反射壁以及在测试中经受无线电辐射的对象的支撑物，其特征在于所述混响室包括位于所述混响室中的搅动器和用于改变混响室中的天线的辐射的主方向的取向的马达装置。
通过阅读后面的描述和查对其附图将更好地理解本发明，所述附图仅作参考而绝非限制本发明。在附图中
-图l是才艮据本发明的混响室的示意-图2是根据本发明的天线和辐射搅动器的优选实施例；
-图3《_搅动器的实施例的变型。
图1示出根据本发明的混响室1。该混响室1包括如2-7的壁，其优选;U1射壁，例如全部由敷金属、尤其如8-IO的金属板所覆盖。室l优选地在其所有表面上是封闭的。由于壁2-7用于>^射波，所以有可能与其实现敷金属不如在其中提供折射率梯度，以便获得相同级别的效果。室1还包括用于支持经受辐射测试的对象12的支撑物11。对象12可以是任何对象，但最好是电子类对象。例如其可以是卫星、飞机*板、微型计算机机箱或任何其它装置。此外对象12经由通信和供电总线13连接到测试操纵设备14。该设备14在原理上包括微处理器15，微处理器15通过总线16连接到包括测试程序18的程序存储器17;用于记录测量结果或包含测量参数的数据存储器19;以及与对象12进行通信的接口 20。
室1还包括在此由喇叭形天线所表示的无线电天线21。天线21例如通过也连接到接口 20的功率和控制总线22由测试设备14供电。可将被这样控制的无线电发射器物理上放置在室1之中或之外。
根据本发明，在示例中天线21具有辐射的主方向23。在这种情况下，室1具有用于改变混响室1中的天线21的辐射的所述主方向23的取向的装置。例如，用于改变主方向23的取向的装置包括用于改变取向23在相对于所述室1的壁标出的平面XOY中的方位角的第一马达24。优选地，该改变装置还包括也由设备14控制的用于改变辐射的主方向23针对仰角(site)的取向的第二马达25。如有需要，可沿喇叭形天线三个轴OX、OY以及OZ中的每个提供喇p八形天线21的位置的平移运动。
为了完善电磁场分布的多样性，室1还包括在此由两个反射叶片(ailette) 27和28示意地表示的搅动器26。通过由控制总线30连接到接口 20的马达29来在取向上控制叶片27和28的位置，因此也在取向上控制搅动器26的位置。优选地，马达24、 25以及29是步进式马达并且允许使其驱动的对象处于室的内部空间中的固定位置。在实践上，将搅动器26放置在对象12的上方，因此放置在支撑物的上方。在搅动器26和对象12之间存在间隔。然而搅动器16可以侧向偏离对象12的中垂线。搅动器26优选悬挂在室1的顶2上。
优选地，要避免天线21不与混响室的壁6和4相互作用而使用天线21的主方向23直接辐射对象12。可能有多个解决方案。优选地，将天线21放置在对象12和^Jt壁(此处例如为壁6)之间的中间位置。在这种情况下，辐射的主方向23整体而言朝向壁6。使用马达24和25避免天线21产生的场直接到达对象12。根据需要，在天线21和对象12之间插入金属屏蔽31。
在本发明中，搅动器26被放置在混响室中使得搅动器26接收由受到附加>^射的壁6所反射的辐射的显著的部分，所述附加反射的方向随该搅动器26的位置的取向而变化。
通过这种操作，按统计学观点，可以发现减少了接收器观察到的场的平均值的离散。
在实践方面，搅动器26是尺寸较大的对象。例如，其垂直延伸可以是沿Z轴测量的室1的高度的一半的量级。因为搅动器26大部分时间带动旋转，所以其直径可以是室1的宽度或长度尺度中较小者的75%的 量级。例如，在尺度为宽2米长3米高2米的室中，搅动器可以具有1.50 米的直径和1米的高度。在任何情况下，搅动器的有^tA度(例如其高度 或直径)大于混响室的尺度(即其高度、宽度或长度)之一的20 % 。
这样操作时，为了引絲室l中建立的腔谐滅式的多样性，不需要 移动对象12,如果对象12的尺寸较大(尤其如果对象12是卫星)则将 其移动可能是相对困难的。与之相对，可以只在取向上移动喇叭形天线 21(这是简单的)同时继续旋转搅动器26。因此实现位置的搅动(brassage de position )。
在图2所示的一个优选变型中，天线21被各向同性的天线32替代， 此外天线32位于形成搅动器的约束筒33之内。筒33例如是金属材料的， 其优选^Jtt电磁波。例如，天线32由室2的底5支持，而包围天线32 的搅动器33悬挂在顶2上。在这种情况下，支撑物11被移开。或者天线 32和搅动器33是悬挂的整体。图2没有示出天线位于约束筒中，而在实
践中天线^bv约束筒中。
筒33上穿有如34的孔。每个孔都构成天线的辐射方向。当搅动器 33绕着由马达29承载的搅动器33的轴沿着箭头35自旋时，每个孔的辐 射方向都被改变。所述孔可以是圆形(即34)、细长形(即36)或带有分 支(即37)。当带有分支时，孔可以是具有四个分支的十字形，甚至具有 更多或更少的分支。孔可以规则的序列(如孔34、 38、 39、 40等等)分 布在筒33的外廓上。然而，孔可以任意的序列(尺寸、间距和/或孔的形 状是任意的)分布在约束筒的外廓上。此外孔的尺寸和/或间距可以是相 同的或渐变的，以^更通过其渐变性形成随着搅动器33旋转的辐射主瓣41。 在实践中筒33呈现直径为l米而高为1.5米的柱形。
天线32 (无论是否各向同性)被单频率信号激励，单频率信号的频 率，优选步进地，从150兆赫到10千兆赫变化。这些频率值(该范围) 与要表征的待测试对象12所针对的范围相对应。对于该优选的解决方案， 搅动器33被垂直地放置在对象12上方。作为变型，搅动器33的不垂直 的倾斜旋转轴线经it^象12。
为了避免对称，对称是所受到激励的缺乏或损失以及在室之间的离散 的症结，优选将搅动器26或33的旋转轴42 (图1)设置在室1的宽度尺 度(即OX)或长度尺度(即OY)的每个的三分之一处。类似地，搅动 器33的中心，由此天线32的中心，也设置在高度OZ的从上端或下端起的三分之一处。因此通itit免搅动器被放置在中央位置，避免了对称并且 促进更大数量的腔谐,式的建立。
在图2的表示中，搅动器33的体积较大并可以包含天线32。天线32 可以具有各向同性天线的形状或具有如图1所示的辐射主瓣23的喇叭形 天线。在这种情况下，天线也可独立于搅动器33而旋转。
在图3所示的变型中，搅动器可由锥形43形成，锥形43上穿有与搅 动器33的孔相同类型的孔。搅动器43或33还可以具有与截锥形或柱形 表面上的一些特殊孔45相面对的偏向器(d幼ecteur) 44。这些偏向器也 使得能够产生特殊的腔谐M式。
因此最终目的不是提供以相同的功率遍布在所有方向上的电磁激励， 而是与"M目对在对象12处按照尽可能多样化的入射(优选全面的并具有 有效功率的入射)提供对该对象12的冲击并提供较少依赖于混响室的特 征的较好统计。本发明通过使源旋转以及同时搅动器围绕源旋转来实现机 械和位置的搅动。
权利要求
1. 一种混响室(1)，在其内部包括无线电天线(21)、反射壁(2-7)以及在测试(14)中经受无线电辐射的对象(12)的支撑物(11)，其特征在于所述混响室包括位于所述混响室中的辐射搅动器(26)和用于改变所述混响室中的所述天线的辐射的主方向的取向的装置(24，25)。
2. 根据权利要求l所述的混响室，其特征在于，所述用于改变的装 置包括用于改变相对于所述混响室平面的在旋转、方位角和/或仰角方面 的所述主方向的装置。
3. 根据权利要求1-2之一所述的混响室，其特征在于，所述搅动器 包括反射筒(33 )。
4. 根据权利要求3所述的混响室，其特征在于，所述筒上穿有孔(34 -40 )。
5. 根据权利要求l所述的混响室，其特征在于，所述孔是圆形、和/ 或细长形和/或带有分支，根据待表征的无线电信号的频率范围，孔以规 则、渐变或任意的序列以及以相同或渐变的尺寸分布在所述筒的外廓上。
6. 根据权利要求1-5之一所述的混响室，其特征在于，所述用于改 变的装置包括用于步进地改变所述主方向的装置和/或用于步进地驱动所 述搅动器和用于扫描被测试频率的所有方向的装置。
7. 根据权利要求1-6之一所述的混响室，其特征在于，所述搅动器 的一个尺度大于所述混响室的尺度之一的20 % 。
8. 根据权利要求1-7之一所述的混响室，其特征在于，所述搅动器 被垂直轴(42 )支持。
9. 根据权利要求1-8之一所述的混响室，其特征在于，所述搅动器 的中心被设置在所述混响室的每个尺度的三分之一处。
10. 根据权利要求1-9之一所述的混响室，其特征在于，所述搅动 器形成体积较大的结构，所述天线位于所述搅动器(32， 33)或包括电子 电路的系统中。
11. 根据权利要求1-IO之一所述的混响室，其特征在于，所述搅动 器具有固定在反射表面上的偏向器(44)。
12. 根据权利要求1-ll之一所述的混响室，其特征在于，经受测试的对象是电子装置。
13.根据权利要求1-12之一所述的混响室，其特征在于，所述混响 室包括插入在所述天线和所ii^象之间的金属屏蔽。
全文摘要
为实现混响室，在具有反射壁(27)的室(1)的内部放置天线(21)和与待测试对象(12)相面对的场搅动器(26)。示出了通过改变天线的辐射的主方向(23)的取向，可以在所述室内产生极大数量的腔谐振模式，因此实现所需的对于待测试对象的可能冲击的多样性，使得所执行的测试尽可能有说服力并且尽可能不依赖于所述室的尺度和特征。
文档编号G01R29/08GK101523228SQ200780034336
公开日2009年9月2日 申请日期2007年9月5日 优先权日2006年9月14日
发明者奥利维耶·乌雷亚, 奥利维耶·莫里斯, 弗雷德里克·科什迪基安 申请人:欧洲航空防务与空间公司Eads法国