CN109541512A - 一种用于混响室装置的搅拌器及混响室装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于混响室装置的搅拌器及混响室装置，该搅拌器采用单板折叶形式，通过设置两组异型单折叶的方式，可以建立1000V/m以上场强范围的场传感器校准装置，实现高场强测量的量值传递和溯源，确保电磁环境场强测量的准确性，并且均匀性满足限值要求，此外，满足了中型设备的试验需求，混响室工作区域尺寸不小于800mm×500mm×600mm。

Description

一种用于混响室装置的搅拌器及混响室装置
技术领域
本发明涉及电磁兼容领域，更具体的，涉及一种用于混响室装置的搅拌器及混响室装置。
背景技术
对于1GHz～18GHz的场传感器的校准，IEEE Std 1309-2013标准中规定了微波毫米波标准场法。微波毫米波标准场法是利用频率、幅度稳定的信号源和经过校准的标准增益天线，在模拟自由空间的全电波暗室内建立可以计算的标准场。然后将待校场传感器置于建立的标准场中实现场传感器的校准。
对于利用标准增益喇叭天线和全电波暗室建立的微波毫米波标准场法，可以实现较低场强范围的场传感器的校准。对于高场强幅度的场传感器校准，需要更高功率输出的功率放大器，对双定向耦合器以及标准增益喇叭天线等其它设备的功率容限也提出更高要求，而且造价昂贵，不易实施。
混响室是一个大尺寸且具有高导电反射墙面构成的屏蔽腔室，腔室中安装有机械式搅拌器或调谐器，通过搅拌器的转动改变腔室的边界条件，进而在腔室内形成统计均匀、各向同性的电磁环境。目前的混响室尺寸较小或无法满足整体设备高场强电磁敏感度测试要求。
混响室可以建立高场强的试验环境，完成场传感器的校准。混响室本身是利用谐振腔原理，通过搅拌器的旋转改变混响室内的场强分布，在工作区域内实现统计均匀的场强分布。目前中型设备的试验需求是场强幅度最大峰值要求达到1000V/m，工作区域尺寸不小于800mm×500mm×600mm，而目前的混响室在测试空间以及场强幅度上还不能完全满足要求。
发明内容
为了解决目前的中型混响室的场强幅度尚未达到1000V/m，工作区域尺寸尚未达到800mm×500mm×600mm，不能适应于中型设备的试验需求的问题，本发明提供一种用于混响室装置的搅拌器及混响室装置。该搅拌器采用单板折叶形式，通过设置两组异型单折叶的方式，可以建立1000V/m以上场强范围的场传感器校准装置，实现高场强测量的量值传递和溯源，确保电磁环境场强测量的准确性，并且均匀性满足限值要求，此外，满足了中型设备的试验需求，混响室工作区域尺寸不小于800mm×500mm×600mm。
在某些实施例中，一种用于混响室装置的搅拌器，所述搅拌器包括搅拌叶，以及连接所述搅拌器搅拌叶的搅拌杆；
所述搅拌叶由四边形单板形成，所述单板包括两个位于同侧的第一角部和两个与第一角部相对的第二角部；
两个所述第二角部之间通过切割形成断开线，所述断开线的两侧边沿各自与连接两个第二角部的边沿形成断开部；
所述搅拌叶包括：
两个第一翻折部，每个第一翻折部由所述单板的其中一个第一角部向所述单板下侧翻折形成，并且所述第一翻折部的翻折边延伸至与形成该第一翻折部的第一角部相邻的第二角部的顶端；和
两个第二翻折部，每个第二翻折部通过一个所述断开部向所述单板上侧翻折形成。
在某些实施例中，每个所述第一翻折部翻折的角度为45°。
在某些实施例中，每个所述第二翻折部翻折的角度为45°。
在某些实施例中，所述断开线位于连接两个第二角部的边沿的中间位置，并与该边沿所在直线垂直。
在某些实施例中，所述四边形单板为矩形单板。
在某些实施例中，所述第一翻折部的三个边的边长为750mm、455mm以及900mm。
在某些实施例中，所述第二翻折部的三个边的边长为275mm、275mm、388mm。
在某些实施例中，一种混响室装置，其包括：混响室以及置于所述混响室内的如上所述的搅拌器，所述混响室的顶面设置电机，所述电机与所述搅拌器的搅拌杆连接，用于驱动所述搅拌器旋转。
在某些实施例中，所述混响室的工作频率为1GHz～18GHz。
在某些实施例中，所述混响室装置的高度为2.01米，长度为1.44米，宽度为1.38米。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种用于混响室装置的搅拌器及混响室装置，该搅拌器采用单板折叶形式，通过设置两组异型单折叶的方式，可以建立1000V/m以上场强范围的场传感器校准装置，实现高场强测量的量值传递和溯源，确保电磁环境场强测量的准确性，并且均匀性满足限值要求，此外，满足了中型设备的试验需求，混响室工作区域尺寸不小于800mm×500mm×600mm。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明实施例中一种用于混响室装置的搅拌器的结构示意图。
图2示出了图1中的搅拌器的尺寸示意图。
图3a示出了图1中的搅拌器的不同角度的视图之一。
图3b示出了图1中的搅拌器的不同角度的视图之一。
图4示出了混响室装置的结构示意图。
图5示出了图4的仿真示意图。
图6示出了图5中的仿真结果示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种截面图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及他们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
目前，在有关混响室的报道中，清华大学《混响室设计与校准测试》文献中，混响室尺寸：5.43m×3.4m×3.28m，工作频率：200MHz～18GHz，混响室采用2.5mm厚镀锌钢板，搅拌桨采用大高度小旋转直径形式，旋转直径为200M波长2/3，即1m，旋转高度为2.8m，桨的最大旋转区距离腔室两侧内壁为0.45m和0.6m，搅拌桨用1mm薄铝板，制造尺寸：2.8×1.1m(长宽)，Z字形设计。
《混响室桨叶夹角对场均匀性影响的仿真及测量》文献中，混响室尺寸：8.0m×6.5m×3.1m，最低工作频率：150MHz，搅拌器由四片桨片及一个水平放置的旋转支撑轴组成，为了减轻桨叶的重量同时保证它具有一定的刚性和良好的反射性，桨片内芯采用聚苯乙烯材料，外层包以薄的镀锌钢板，尺寸：147.5cm×70cm×2cm，每两片板夹角155度，中间转动轴半径7.56cm。
Braunschweig的EMV研究室混响室，尺寸为11m×7.6m×7.1m，搅拌器高度为3m，直径5m；瑞典FOI混响室，尺寸为2.5m×3.0m×5.1m，采用双搅拌器；NPL混响室，尺寸为6.55m×5.85m×3.5m，搅拌器1.4m高，直径1.2m，由10片不同角度的金属平板组成。
目前中型设备的试验需求是场强幅度最大峰值要求达到1000V/m，工作区域尺寸不小于800mm×500mm×600mm，而目前的混响室在测试空间以及场强幅度上还不能完全满足要求。
有鉴于此，为了解决目前混响室无法满足需求的问题，本发明首先提供一种用于混响室装置的搅拌器。如图1所示，该用于混响室装置的搅拌器包括搅拌叶1，以及连接所述搅拌器搅拌叶1的搅拌杆2；所述搅拌叶1由四边形单板形成，所述单板包括两个位于同侧的第一角部15和两个同侧的第二角部16；两个所述第二角部16之间通过切割形成断开线，所述断开线的两侧边沿各自与连接两个第二角部16之间的边沿形成断开部；所述搅拌叶1包括：两个第一翻折部11，每个第一翻折部11由所述单板的其中一个第一角部15向所述单板下侧翻折形成，并且所述第一翻折部11的翻折边延伸至与形成该第一翻折部11的第一角部15相邻的第二角部16的顶端；和两个第二翻折部12，每个第二翻折部12通过一个所述断开部向所述单板上侧翻折形成。
本发明提供的一种用于混响室装置的搅拌器，该搅拌器采用单板折叶形式，通过设置两组异型单折叶的方式，可以建立1000V/m以上场强范围的场传感器校准装置，实现高场强测量的量值传递和溯源，确保电磁环境场强测量的准确性，并且均匀性满足限值要求，此外，满足了中型设备的试验需求，混响室工作区域4尺寸不小于800mm×500mm×600mm。
如图3a和图3b所示，在某些实施例中，第一翻折部11向下翻折45°，第二翻折部12向上翻折45°。
在某些实施例中，为了保证两个第二翻折部12的对称性，所述断开线位于连接两个第二角部16之间的边沿的中间位置，并与该边沿所在直线垂直。
在某些实施例中，所述四边形单板为矩形单板，矩形单板能够保证翻折后的对称性，进而保证了场强的均匀性。
如图2所示，在一个具体的实例中，其尺寸如下：所述第一翻折部11的三个边的边长为750mm、455mm以及900mm。所述第二翻折部12的三个边的边长为275mm、275mm、388mm。
优选地，所述搅拌叶1的材料为导电性能好的薄金属板。需要说明的是，选用金属板的原因是金属板具有好的导电性能，导电性能好是指金属材料的电导率相对较高，金属材料的电导率越高，所述混响室的品质因数越高，所述混响室的电磁兼容性能越好，品质因数可写为：
其中，V为所述混响室的体积，A为所述混响室墙壁内表面积，μr为所述混响室的相对磁导率，δ为趋肤深度，w为磁场角频率，μ为磁导率，σ为电导率。
需要说明的是，电导率只是影响品质因数的一个参数，所述导电性能好的金属材料可以为铜，也可以为铝，铜的导电性能比铝好，这里不做特别限定，本发明实施例选用的材料为铝，原因是铝的性价比好。
还需说明的是，所述搅拌叶1的厚度理论上越薄越好，实际工程应用中需要考虑搅拌叶1的受力稳定性，本发明实施例中，所述搅拌叶1的厚度为2mm，也可以小于2mm的厚度，这里不做特别限定。
本发明进一步提供一种混响室装置，该混响室装置如图4所示，包括混响室以及置于混响室内的搅拌器，混响室的顶面设置电机，所述电机与所述搅拌器的搅拌杆2连接，用于驱动所述搅拌叶1旋转。
混响室3内表面具有屏蔽壳，屏蔽壳采用优质镀锌钢板。混响室工作频率为1GHz～18GHz。
下面通过仿真分析对搅拌叶1进行详细说明，利用仿真软件，对混响室腔体大小、异型单折叶进行仿真优化，得到如图5和6。通过图6可以知晓，无论是X轴场均匀性、Y轴场均匀性、Z场均匀性以及总体均匀性均小于场均匀性的限值。并且混响室的工作区域4可以达到800mm×500mm×600mm。
通过上述描述可以知晓，本发明提供的一种混响室装置，由于具有本发明上一方面提供的搅拌器，该搅拌器采用单板折叶形式，通过设置两组异型单折叶的方式，可以建立1000V/m以上场强范围的场传感器校准装置，实现高场强测量的量值传递和溯源，确保电磁环境场强测量的准确性，并且均匀性满足限值要求，此外，满足了中型设备的试验需求，混响室工作区域4尺寸不小于800mm×500mm×600mm。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的属于“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的气体步骤或单元。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种用于混响室装置的搅拌器，其特征在于，所述搅拌器包括搅拌叶，以及连接所述搅拌器搅拌叶的搅拌杆；
所述搅拌叶由四边形单板形成，所述单板包括两个位于同侧的第一角部和两个与第一角部相对的第二角部；
两个所述第二角部之间通过切割形成断开线，所述断开线的两侧边沿各自与连接两个第二角部的边沿形成断开部；
所述搅拌叶包括：
两个第一翻折部，每个第一翻折部由所述单板的其中一个第一角部向所述单板下侧翻折形成，并且所述第一翻折部的翻折边延伸至与形成该第一翻折部的第一角部相邻的第二角部的顶端；和
两个第二翻折部，每个第二翻折部通过一个所述断开部向所述单板上侧翻折形成。
2.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，每个所述第一翻折部翻折的角度为45°。
3.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，每个所述第二翻折部翻折的角度为45°。
4.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述断开线位于连接两个第二角部的边沿的中间位置，并与该边沿所在直线垂直。
5.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述四边形单板为矩形单板。
6.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述第一翻折部的三个边的边长为750mm、455mm以及900mm。
7.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述第二翻折部的三个边的边长为275mm、275mm、388mm。
8.一种混响室装置，其特征在于，包括：混响室以及置于所述混响室内的如权利要求1-7任一项所述的搅拌器，所述混响室的顶面设置电机，所述电机与所述搅拌器的搅拌杆连接，用于驱动所述搅拌器旋转。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述混响室的工作频率为1-18GHz。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述混响室装置的高度为2.01米，长度为1.44米，宽度为1.38米。
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