一種吉赫茲橫電磁波小室的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁兼容測試設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種吉赫茲橫電磁波小室的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]吉赫茲橫電磁波小室(gigahertztransverse electromagnetic cell，GTEM)是一種產(chǎn)生頻率達(dá)GHz橫電磁波的場發(fā)生裝置，工作頻率頻率最高可達(dá)18GHz，最低頻率通常為10MHz。GTEM產(chǎn)生均勻、橫向的電磁波，可用于電子設(shè)備的電磁敏感性測試(該指標(biāo)可反映設(shè)備的抗干擾能力)，已為CNAS(中國合格評定國家認(rèn)可委員會)推薦為敏感性測試裝置；還可作為場強(qiáng)計(jì)(用于測試電磁場強(qiáng))的標(biāo)定裝置。駐波比為GTEM的主要技術(shù)指標(biāo)之一。國際組織規(guī)定的駐波比為小于1.43。對一個(gè)縱向尺寸達(dá)5-10米的測試裝置，這是非常高的指標(biāo)，技術(shù)實(shí)現(xiàn)非常具挑戰(zhàn)性。
[0003]GTEM本質(zhì)上是一個(gè)同軸傳輸線結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)導(dǎo)體芯板和外導(dǎo)體腔體構(gòu)成。能量的饋端為圓形的N型同軸結(jié)構(gòu)，主體為方形的同軸結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有GTEM設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)電磁性能的低駐波比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中GTCM設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)低駐波比的電磁性能問題，提供一種吉赫茲橫電磁波小室的設(shè)計(jì)方法，可保證低駐波比比GTCM的實(shí)現(xiàn)，使吉赫茲橫電磁波小室發(fā)射的電磁波達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的駐波比要求。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種吉赫茲橫電磁波小室的設(shè)計(jì)方法，該方法包括以下步驟，I)在棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的棱錐頂點(diǎn)處設(shè)置圓形饋點(diǎn)，棱錐的底面為終端平面，將該終端平面設(shè)置為矩形；2)內(nèi)導(dǎo)體板的頂點(diǎn)設(shè)置于圓形饋點(diǎn)處、內(nèi)導(dǎo)體板的底面設(shè)置于終端平面上，內(nèi)導(dǎo)體板的厚度不變，從內(nèi)導(dǎo)體板的頂點(diǎn)到底面之間的各個(gè)橫截面上，內(nèi)導(dǎo)體板的橫截面寬度漸變，內(nèi)導(dǎo)體板的底面為條形，內(nèi)導(dǎo)體板的底面的長邊與終端平面的上邊平行，內(nèi)導(dǎo)體板的底面的長邊兩端點(diǎn)距離終端平面的中心點(diǎn)距離相等；3)預(yù)設(shè)終端平面的上邊的長度為a，終端平面的側(cè)邊的長度為b，內(nèi)導(dǎo)體板的厚度為h，內(nèi)導(dǎo)體板的底面的下長邊與終端平面的下邊的距離為d，棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的圓形饋點(diǎn)到終端平面之間的距離L ;4)計(jì)算在圓形饋點(diǎn)與終端平面之間的同軸傳輸線結(jié)構(gòu)的各個(gè)橫截面均設(shè)置為50 Ω的特性阻抗時(shí)，內(nèi)導(dǎo)體板的各個(gè)橫截面寬度。
[0006]按上述技術(shù)方案，所述步驟4)具體包括，將圓形饋點(diǎn)與終端平面之間劃分為3段，具體為段1、段2、段3，分別計(jì)算內(nèi)導(dǎo)體板在段1、段2、段3中的各個(gè)橫截面寬度；段I長度為2cm到7cm，段I的前端面上內(nèi)導(dǎo)體板的橫截面為圓形，段I的后端面上內(nèi)導(dǎo)體板的橫截面為矩形，通過幾何放樣方法實(shí)現(xiàn)段I的前端面到段I的后端面的漸變，所述段2的長度小于lm，段2與段3的分界點(diǎn)通過電磁計(jì)算獲得。
[0007]按上述技術(shù)方案，所述計(jì)算內(nèi)導(dǎo)體板在段I中的各個(gè)橫截面寬度，具體為將內(nèi)導(dǎo)體板的段I等分若干段，在橫截面上分別截取內(nèi)輪廓線、外輪廓線，所述內(nèi)輪廓線、外輪廓線分別為內(nèi)導(dǎo)體板的輪廓線、棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的輪廓線，外輪廓線形狀保持不變，以內(nèi)輪廓線的中心為原點(diǎn)，等比縮放內(nèi)輪廓線，使內(nèi)輪廓線、外輪廓線形成的同軸傳輸線結(jié)構(gòu)的橫截面的特性阻抗調(diào)整為50Ω，再用放樣操作連接內(nèi)輪廓線，獲得段I的內(nèi)導(dǎo)體板的幾何形狀。
[0008]按上述技術(shù)方案，所述計(jì)算內(nèi)導(dǎo)體板在段2中的各個(gè)橫截面寬度，具體包括，將段2等分，獲得不同位置處的橫截面，計(jì)算不同位置處的橫截面的特性阻抗均為50 Ω時(shí)，不同位置處的橫截面的內(nèi)導(dǎo)體板的各個(gè)橫截面寬度，通過幾何放樣方法將不同位置處的內(nèi)導(dǎo)體板的各個(gè)橫截面連接起來，獲得段2的內(nèi)導(dǎo)體板的幾何形狀。
[0009]按上述技術(shù)方案，所述終端平面處設(shè)置匹配電阻和吸波材料。
[0010]按上述技術(shù)方案，所述棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的圓形饋點(diǎn)到終端平面之間的距離L=6m，橫截面參數(shù)中 a/b = 3/2, d/b = 3/4。
[0011]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明設(shè)計(jì)方法操作簡單，可保證低駐波比吉赫茲橫電磁波小室的實(shí)現(xiàn)，使GTEM小室發(fā)射的電磁波達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的駐波比要求。
【附圖說明】
[0012]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0013]圖1是吉赫茲橫電磁波小室的主視圖；
[0014]圖2是吉赫茲橫電磁波小室的側(cè)視圖；
[0015]圖3是吉赫茲橫電磁波小室的俯視圖；
[0016]圖4是吉赫茲橫電磁波小室的終端平面示意圖；
[0017]圖5是吉赫茲橫電磁波小室的分段圖；
[0018]圖6是段I的前端面的示意圖；
[0019]圖7是段I的后端面的示意圖；
[0020]圖8是橫截面長度漸變的內(nèi)導(dǎo)體板的立體示意圖；
[0021]圖9是棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的立體示意圖；
[0022]圖10是段I的內(nèi)導(dǎo)體板的立體示意圖；
[0023]圖11是段I的棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的立體示意圖；
[0024]圖12是吉赫茲橫電磁波小室的立體示意圖；
[0025]圖13是段I的駐波系數(shù)圖；
[0026]圖14是段1+段2的的駐波系數(shù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例中提供一種吉赫茲橫電磁波小室的設(shè)計(jì)方法，該方法包括以下步驟，I)在棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的棱錐頂點(diǎn)處設(shè)置圓形饋點(diǎn)，棱錐的底面為終端平面，將該終端平面設(shè)置為矩形；2)內(nèi)導(dǎo)體板的頂點(diǎn)設(shè)置于圓形饋點(diǎn)處、內(nèi)導(dǎo)體板的底面設(shè)置于終端平面上，內(nèi)導(dǎo)體板的厚度不變，從內(nèi)導(dǎo)體板的頂點(diǎn)到底面之間的各個(gè)橫截面上，內(nèi)導(dǎo)體板的橫截面寬度漸變，內(nèi)導(dǎo)體板的底面為條形，內(nèi)導(dǎo)體板的底面的長邊與終端平面的上邊平行，內(nèi)導(dǎo)體板的底面的長邊兩端點(diǎn)距離終端平面的中心點(diǎn)距離相等。如圖1所示，為吉赫茲橫電磁波小室的正視圖，圖中O點(diǎn)為N型連接器的接入點(diǎn)(饋點(diǎn))，π為終端平面。圖2為吉赫茲橫電磁波小室的側(cè)視圖，圖3為吉赫茲橫電磁波小室的俯視圖。3)如圖4所示，預(yù)設(shè)終端平面的上邊的長度為a，終端平面的側(cè)邊的長度為b，內(nèi)導(dǎo)體板的厚度為h，內(nèi)導(dǎo)體板的底面的下長邊與終端平面的下邊的距離為d，棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的圓形饋點(diǎn)到終端平面之間的距離L ;4)計(jì)算在圓形饋點(diǎn)與終端平面之間的同軸傳輸線結(jié)構(gòu)的各個(gè)橫截面均設(shè)置為50 Ω的特性阻抗時(shí)，內(nèi)導(dǎo)體板的各個(gè)橫截面寬度。如圖8所示是橫截面長度漸變的內(nèi)導(dǎo)體板的立體示意圖。如圖9所示是棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的立體示意圖。
[0029]其中，所述步驟5)具體可以包括，將圓形饋點(diǎn)與終端平面之間劃分為3段，如圖5所示，具體為段1、段2、段3，分別計(jì)算內(nèi)導(dǎo)體板在段1、段2、段3中的各個(gè)橫截面寬度；段I長度為2cm到7cm，如圖6所示，段I的前端面上內(nèi)導(dǎo)體板的橫截面為圓形，如圖7所示，段I的后端面上內(nèi)導(dǎo)體板的橫截面為矩形，通過幾何放樣方法實(shí)現(xiàn)段I的前端面到段I的后端面的漸變，所述段2的長度小于lm，段2與段3的分界點(diǎn)通過電磁計(jì)算獲得。
[0030]進(jìn)一步地，所述計(jì)算內(nèi)導(dǎo)體板在段I中的各個(gè)橫截面寬度，具體為將內(nèi)導(dǎo)體板的段I等分若干段，在橫截面上分別截取內(nèi)輪廓線、外輪廓線，所述內(nèi)輪廓線、外輪廓線分別為內(nèi)導(dǎo)體板的輪廓線、棱錐狀傾斜外導(dǎo)體腔的輪廓線，外輪廓線形狀保持不變，以內(nèi)輪廓線的中心為原點(diǎn)，等比縮放內(nèi)輪廓線，使內(nèi)輪廓線、外輪廓線形成的同軸傳輸線結(jié)構(gòu)的橫截面的特性阻抗調(diào)整為50Ω，再用放樣操作連接內(nèi)輪廓線，獲得段I的內(nèi)導(dǎo)體板的幾何形狀。[0031 ] 進(jìn)一步地，所述計(jì)算內(nèi)導(dǎo)體板在段2中的各個(gè)橫截面寬度，具體包括，將段2等分，獲得不同位置處的橫截面，計(jì)算不同位置處的橫截面的特性阻抗均為50 Ω時(shí)，不同位置處的橫截面的內(nèi)導(dǎo)體板的各個(gè)橫截面寬度，通過幾何放樣方法將不同位置處的內(nèi)導(dǎo)體板的各個(gè)橫截面連接起來，獲得段2的內(nèi)導(dǎo)體板的幾何形狀