专利名称：一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术和装置。
背景技术：
早在1968年人们就提出了混响室电磁兼容测试的设想。从那以后不断有人进行这方面的理论研究和实验，特别是最近几年，关于混响室研究论文成倍增长，混响室电磁测试技术已相当成熟，在此基础上，国际电工委员会已出台混响室基本标准“Electromagnetic ompatibility(EMC)-Part4-21Testing and measurement techniques-Reverberation ChamberTest Methods”标志着混响室从研究走向实用。迄今为止，混响室主要分为三类，分别是机械搅拌/调谐混响室、频率搅拌混响室和源搅拌混响室，较为成熟的方法是用机械搅拌/调谐的方式使混响室内电磁场达到均匀，混响室一些主要的研究文章和标准都是关于模搅拌/调谐混响室的，国外虽也有少量关于源搅拌和频率搅拌混响室的文章发表，但后两种混响室离实用差得很远。频率搅拌混响室同机械搅拌一样不适用于少模状态。源搅拌混响室虽有人用计算机对其内部电磁场进行了数学模拟，但只在多模状态下(600MHz)，没人认识到源搅拌在少模条件下均匀搅拌的意义。但这通常是混响室工作在过模状态才能实现，因此，混响室工作频率不能太低。也有少量文章论及频率搅和源搅拌混响室的，它们的讨论也都是限制在高频段，至今仍未见到有关混响室低频端的测试理论和方法。虽然国外对混响室的电磁理论研究开展了二十多年，但始终没有实质上的进展，仅仅限于模数的估算上。本项发明在理论上重新分析了谐振腔内电磁模式，阐明了EMC混响室电磁工作机理，并将EMC混响室电磁工况按模态进行了系统地分类的基础上，从数学上证明了在一维双模条件下采用对称模和反对称模发射可以有效地改善混响室内电磁场的均匀性，说明了降低混响室最低可用频率的可能性。
现普遍使用的混响室是机械搅拌式的，它只适用于多模或过模条件下，也就是高频条件下。混响室在频率低端也能开展工作，必须解决两个问题一是搅拌器效率，二是少模条件下能否搅拌均匀。由于低频状态下，工作波长与混响室线度相比拟，也就与搅拌器相比拟。由于电磁波的绕射，机械搅拌器的效率很低，不能有效地改变混响室内电磁场的模分布，源搅拌混响室使这两个方面的问题都得到解决，因此源搅拌混响室特别适宜工作在低频少模状态下。
发明内容
为了克服现有的技术混响室最低可用频率较高的不足，本发明提供一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术和装置，在理论上重新分析了谐振腔内电磁模式，阐明了EMC混响室电磁工作机理，并将EMC混响室电磁工况按模态进行了系统地分类的基础上，从数学上证明了在一维双模条件下采用对称模和反对称模发射可以有效地改善混响室内电磁场的均匀性，说明了降低混响室最低可用频率的可能性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射装置主要由屏蔽矩形腔体、发射系统、接收系统、天线控制系统和主控制系统构成，屏蔽矩形腔体主要由屏蔽门、通风波导窗、滤波器、接口板等组成；发射系统、是由信号源、功率放大器、发射天线等组成；接收系统则是由场强探头、接收天线、毫伏表、接收机组成；天线控制系统主要用来控制发射天线的运行路线和天线组中的发射时间和发射次序的；主控制系统用来控制整个测试的流程。这几个系统除天线控制系统外都与传统的电磁兼容测试系统一样。特征在于天线控制系统的是根据对称模发射和反对称模发射原理预先依次设计好发射天线每次发射时天线在混响室中的具体位置和极化方向来控制发射天线的每一次发射，这样当发射天线经过一个周期的电磁发射就能在混响室中产生统计均匀的电磁场。
源搅拌混响室是采用改变发射天线的方位或几个天线交替发射，产生统计均匀的电磁场，这样就不存在因为尺寸小而存在的电磁波的绕射问题，也就能很好地解决较低工作频率情况下搅拌器搅拌效率问题。根据的研究，对于任一固定频率，只要将发射天线放在一适当位置，就能按要求完成对称模和反对称模发射，即使在频率较低时也能实现均匀搅拌。
本发明的有益效果是利用对称模和反对称模发射原理采用源搅拌技术就能很大的改善混响室内低频电磁场均匀性。现有的机械搅拌混响室和频率搅拌混响室不能改善低频时混响室内电磁场的整体均匀性，采用源搅拌技术后，通常房间大小的混响室就能完成全频段的EMC的辐射发射测试，至于少模状态下，混响室电磁场能否实现均匀搅拌，已经证明了在少模状态下采用对称模和反对称模发射原理，就能低频条件下产生较均匀的电磁场。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的混响室内低频电磁场分布图。
图2是没有采用本发明的混响室内低频电磁场分布图。
图3是源搅拌混响室电磁兼容测试布置图。
具体实施例方式
实施例1；一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射装置(源搅拌混响室)主要由屏蔽矩形腔体、发射系统、接收系统、天线控制系统和主控制系统构成，屏蔽矩形腔体主要由屏蔽门、通风波导窗、滤波器、接口板等组成；发射系统、是由信号源、功率放大器、发射天线等组成；接收系统则是由场强探头、接收天线、毫伏表、接收机组成；天线控制系统主要用来控制发射天线的运行路线和天线组中的发射时间和发射次序的；主控制系统用来控制整个测试的流程。这几个系统除天线控制系统外都与传统的电磁兼容测试系统一样。特征在于天线控制系统的是根据对称模发射和反对称模发射原理预先依次设计好发射天线每次发射时天线在混响室中的具体位置和极化方向来控制发射天线的每一次发射，这样当发射天线经过一个周期的电磁发射就能在混响室中产生统计均匀的电磁场，具体布置如图3所示。
一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术，采用改变发射天线的方位或至少3副天线交替发射，产生统计均匀的电磁场，这样就不存在因为尺寸小而存在的电磁波的绕射问题，也就能很好地解决较低工作频率情况下搅拌器搅拌效率问题。根据的研究，对于任一固定频率，只要将发射天线放在一适当位置，就能按要求完成对称模和反对称模发射，即使在频率较低时也能实现均匀搅拌。如图3所示，在一房间大小的混响室中，放置三副或至少3副天线1、2、3，天线1、2、3对准混响室的不同角落(不要直接对准测试区域)，通过转换开关控制天线轮流进行发射，其校准测试方法步骤如下步骤1对某一固定测量频率，根据电磁场理论和产生对称和反对称发射的原理预先设计发射天线组中每个发射天线的方向和位置；步骤2保持发射功率不变条件下，依次轮流进行电磁发射；步骤3 按照现有的标准(如IEC61000-4-21)的方法进行EMC混响室的校准和测试；步骤4换下一个频率点重复上述步骤1-3；步骤5调整发射天线的位置。
发射天线的位置进行调整方法如下，不同的频率天线的位置不同，发射天线每次发射的时间由被测设备和监测设备的响应时间决定，且应大于混响室时间常数的二倍半以上。以上方法同样可用于辐射发射测试，这里不再赘述。对于不满足场均匀性要求的，可以增加天线数量或机械搅拌器以达到要求为止。对于大功率发射，图3中的转换开关放在功放之前，分别控制功放输出，每个功放输出连接不同的天线。图1和图2是利用对称模发射的源搅拌混响室和没用该技术时工作频率较低的双模条件下，混响室内电磁场分布的比较图。图中明显看出用了该技术时，电磁场得到很大的改善。图1和图2比较挪用很明显看出采用本发明能改善低频时混响室内电磁场分布的均匀性。
权利要求
1.一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术，其特征是采用改变发射天线的方位或至少3副天线交替发射，产生统计均匀的电磁场。
2.根据权利要求1所述的一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术，其特征是根据对称模发射和反对称模发射原理预先依次设计发射天线每次发射时天线在混响室中的具体位置和极化方向来控制发射天线的每一次发射。
3.根据权利要求1或2所述的一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术，其特征是天线对准混响室的不同角落，通过转换开关控制天线轮流进行发射，其校准测试方法步骤如下步骤1对某一固定测量频率，根据电磁场理论和产生对称和反对称发射的原理预先设计发射天线组中每个发射天线的方向和位置；步骤2保持发射功率不变条件下，依次轮流进行电磁发射；步骤3按照现有的标准的方法进行EMC混响室的校准和测试；步骤4换下一个频率点重复上述步骤1-3；步骤5调整发射天线的位置。
4.一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术装置，由屏蔽矩形腔体、发射系统、接收接收系统、天线控制系统和主控制系统构成，屏蔽矩形腔体主要由屏蔽门、通风波导窗、滤波器、接口板等组成；发射系统、是由信号源、功率放大器、发射天线等组成；接收系统则是由场强探头、接收天线、毫伏表、接收机组成；主控制系统用来控制整个测试的流程，其特征是天线控制系统控制发射天线的运行路线和天线组中的发射时间和发射次序；天线控制系统的是根据对称模发射和反对称模发射原理预先依次设计好发射天线每次发射时天线在混响室中的具体位置和极化方向来控制发射天线的每一次发射。
5.根据权利要求4所述的一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术装置，其特征是转换开关放在功放之前，分别控制功放输出，每个功放输出连接不同的天线。
全文摘要
一种混响室天线搅拌调谐和对称模发射技术和装置，装置主要由屏蔽矩形腔体、发射系统、接收系统、天线控制系统和主控制系统构成，屏蔽矩形腔体主要由屏蔽门、通风波导窗、滤波器、接口板等组成；特征在于天线控制系统的是根据对称模发射和反对称模发射原理预先依次设计好发射天线每次发射时天线在混响室中的具体位置和极化方向来控制发射天线的每一次发射，这样当发射天线经过一个周期的电磁发射就能在混响室中产生统计均匀的电磁场。本发明的有益效果是利用对称模和反对称模发射原理采用源搅拌技术就能很大的改善混响室内低频电磁场均匀性。
文档编号G01R33/02GK1661389SQ20051001124
公开日2005年8月31日 申请日期2005年1月24日 优先权日2005年1月24日
发明者丁坚进, 沙斐, 王化深, 周克生, 闻映红, 王凤兰, 朱云, 王国栋, 吕飞燕 申请人:北京交通大学