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【技术科普】解密混响室
作者:管理员    来源:上海信尔立测试设备有限公司
摘要:混响室的概念最早是上世纪60年代末提出来的,但在后续的10多年并没有太多的学者对混响室的电磁测量进行研究,不过在80年代行了一系列的研究和验证,混响室在90年代成为电磁兼容研究的热点,最初是应用在军事领域的电磁兼容测试之中。

混响室是一个EMC测试环境,但它和电波暗室的结构不同。是一个典型的全电波暗室,暗室包含有最外部的屏蔽腔体,屏蔽层内部通常贴有铁氧体材料,铁氧体上面铺设有吸波的尖劈,铁氧体和吸波尖劈都是起到电磁波吸收作用,防止电磁波在暗室四周反射,测试时候通常暗室里面只有一根天线在工作。


是混响室,它的结构相对简单些,也是一个屏蔽的腔体,但是内部不需要铺设铁氧体和吸波尖劈,不过额外增加了机械搅拌器,并且天线也增加为多个。总体看来混响室更像是一个异形的屏蔽室,工程师们可以利用这个环境执行EMC测试,目前大部分的混响室是用于辐射抗扰度测试。


首先混响室是没有吸波材料的,只是一个金属屏蔽腔体,与传统电波暗室的吸波理论相反,我们在金属屏蔽腔体内输入电磁信号,利用金属表面的高反射特性,使电磁波在腔体内部反复反射,从而达到电磁能量的高效利用,以较低的输入功率获得较强电磁场环境。


在传统电波暗室中,我们会使用吸波材料、铁氧体等来消除电磁波的反射以实现均匀的电磁场环境,而这个均匀性受限于发射天线自身的波瓣角,同时需要较大的天线激励功率。


混响室(图4)主要由屏蔽腔体、搅拌器、场强收发设备(测试天线)等部分组成,形象地看待混响室原理,可理解成在全反射的封闭体内有一个能够向一个角度周辐射的发射光源,“光线” 通过搅拌器和周围高反射屏蔽层反射,在特定的区域内形成亮度均匀的“ 均匀环境”。电磁波在搅拌器的扰动下,发射天线的电磁波在屏蔽室内不断搅动,经过设计会在特定接收区域内形成“ 统计均匀”的“场均匀区”。在这个区域内测试就如同电波暗室内的 “静区”。


机械搅拌器用于改变电磁混响室的结构。机械搅拌器有两个作用,首先第一点,我们可以看到它的形状很不规则,正是这种不规则的结构破坏了腔体内部空间结构的规则性,使电磁波在腔体内部形成多模分布。我们知道,相同频率,不同模式的电磁波在空间分布规律不同,这样有助于电磁场多模叠加来提高场分布的空间均匀性。第二点,机械搅拌器的步进式或连续转动,改变了电磁场的边界条件,使得腔体内部电磁场的模式和空间分布也随之变化。最终在机械搅拌器转动的一周内,在腔体内部形成了统计均匀、各向同性、随机极化的电磁环境。


因此我们得到结论:混响室的机械搅拌器是为了让腔体内的场强更“乱”,从而方便得到“静区”内的电场在统计上达到均匀。


通常机械搅拌器的搅拌模式分为步进式(调谐模式)和连续模式(搅拌模式),而辐射抗干扰测试大多会采用步进式的,因为步进式更好地兼顾了EUT的平均响应时间,有利于对测试结果的判断。







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