CN114487617A - 一种混响室归一化场强快速评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混响室归一化场强快速评估方法，基于混响室中发射天线和接收天线间的S参数，将频域S参数通过逆傅里叶变换得到其时域响应，再得到混响室的时域功率分布函数，通过对功率分布函数进行最小二乘拟合，得到其衰减速率，最后通过场强最大值与平均值的比值关系得到混响室的归一化场强。该混响室归一化场强快速评估方法无需对混响室进行均匀性校准，以及无需改变接收天线放置位置，不需要事先对混响室进行均匀性校准以及对线缆损耗进行补偿，为混响室技术在电磁兼容领域推广起到重要促进作用，并且在实际测试中可得到混响室时间常数，通过时间常数，也可得到混响室品质因数。

Description

一种混响室归一化场强快速评估方法
技术领域
本发明涉及电磁兼容技术领域，具体为一种混响室归一化场强快速评估方法。
背景技术
近年来，混响室技术被越来越多的技术标准所接纳，也被越来越多的行业所接受。目前，混响室主要应用于电磁兼容测试和空口测试(OTA测试)。在电磁兼容领域，混响室在屏蔽效能测试、抗扰度测试等项目上有着独特的优势。在OTA测试领域，混响室在TPR(带内总全向辐射功率)、SE(带外杂散辐射功率)以及ACLR(临带泄露)等测试项目上有着非常广泛的应用。另外，在汽车行业和生物工程领域也有着越来越广泛的应用。混响室正以其独特的电磁环境，在各电磁测试行业发挥着愈发重要的作用。
混响室归一化场强，被定义为1W输入功率在混响室内产生的最大场强，相比于电波暗室开阔场等传统电磁兼容测试场地，混响室内的归一化场强可提高几十倍，甚至上百倍。这对于电磁兼容测试来说，尤其是高场强测试，这是非常大的优势。但一个已建成混响室的归一化场强并不是一成不变的，随着混响室的使用，其内壁反射材料的氧化、测试加载物的不同、陪试物品的不同，甚至是测试线缆布局的不同，都会对归一化场强造成一定的影响。
但传统混响室归一化场强测试是基于频域的，但测试之前要对混响室进行详细校准，而且对所用线缆损耗要充分考虑进来。这是一项非常繁琐的过程，测试中如果更换某个环节的一个设备器件，则要重新进行校准。如果混响室测试区域内受试设备或陪试设备发生变化，这种基于频域的归一化场强评估方法更是一项工程量巨大的测试过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混响室归一化场强快速评估方法，以解决上述背景技术中提出的现有混响室归一化场强在测试前需要对其进行详细校准，工作量大且繁琐的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种混响室归一化场强快速评估方法，其特征在于：所述混响室归一化场强快速评估方法具体操作步骤如下：
S1：搭建测试设备；
S2：收集测试参数；
S3：参数处理；
S4：得到期望值；
S5：得到目标实际值；
S6：得出结论。
优选的，所述S1中搭建测试设备包括搭建发射天线、接收天线、矢量网络分析仪和多个搅拌器。
优选的，所述S1中矢量网络分析仪选择起始频率和终止频率，采样点选择10001个。
优选的，所述S1中搅拌器独立搅拌位置数量要大于5个。
优选的，所述S3所述参数处理包括逆博里叶变换、时域响应、功率时域分布、衰减函数处理、衰减速率和计算特定环境的时间常数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该混响室归一化场强快速评估方法无需对混响室进行均匀性校准，以及无需改变接收天线放置位置，不需要事先对混响室进行均匀性校准以及对线缆损耗进行补偿，为混响室技术在电磁兼容领域推广起到重要促进作用，并且在实际测试中可得到混响室时间常数，通过时间常数，也可得到混响室品质因数。
附图说明
图1为本发明一种混响室归一化场强快速评估方法流程示意图；
图2为本发明一种混响室归一化场强快速评估方法的混响室测试系统示意图；
图3为本发明一种混响室归一化场强快速评估方法的接收天线接收到某一边界条件下的S参数；
图4为本发明一种混响室归一化场强快速评估方法的混响室多边界条件下的平均功率时延分布；
图5为本发明一种混响室归一化场强快速评估方法的混响室多边界条件下的时间常数；
图6为本发明一种混响室归一化场强快速评估方法的混响室多边界条件下的归一化电场强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
测试前景：
传统频域测试混响室归一化场强是基于场强探头、功率计、功放、信号源、收发天线等系统构建的测试系统。其计算公式由下式给出：
Figure BDA0003466695100000031
式中，PFor为功率计前向功率，即测试系统向混响室中的注入功率，PRef为混响室系统的反射功率，PLoss为混响室测试系统的功率损耗，N为混响室独立边界条件数量。
由上式可以看出，若要得到混响室归一化场强，需要先测得测试系统向混响室中的注入功率、反射功率以及损耗功率。混响室的损耗是多重的，主要由内壁损耗、缝隙损耗，发射天线损耗、接收天线损耗、以及加载物损耗等。因此，求得混响室归一化场强不是一件容易的过程。
综上所述，请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种混响室归一化场强快速评估方法，其特征在于：所述混响室归一化场强快速评估方法具体操作步骤如下：
S1：搭建测试设备；
进一步的，搭建测试设备包括搭建发射天线、接收天线、矢量网络分析仪和多个搅拌器。
S2：收集测试参数；
记录接收天线处接收的S参数。
进一步的，矢量网络分析仪选择起始频率和终止频率，采样点选择10001个。该过程只需要记录一个天线位置，为了结果的准确性，搅拌器独立搅拌位置数量要大于5个。
S3：参数处理；
进一步的，参数处理包括逆博里叶变换、时域响应、功率时域分布、衰减函数处理、衰减速率和计算特定环境的时间常数。
具体参数处理如下：
将接收天线处接收的S参数进行多搅拌位置平均：
Figure BDA0003466695100000051
将S参数进行逆傅里叶变换至时域：
S21(t)＝IFT[F(jω)×S21] (3)
功率时延分布(PDP)：
Figure BDA0003466695100000057
由于PDP在混响室中呈指数衰减，而衰减速度是由混响室时间常数所决定的
Figure BDA0003466695100000052
因此对PDP的衰减函数做一阶最小二乘拟合，得到其衰减速率k，就可得到该频率下的时间常数：
Figure BDA0003466695100000053
利用经验公式，即可求得电场强度的最大值，其中c0为光速，V为混响室体积，PIn为混响室净输入功率，为求归一化场强，可取PIn＝1W。
Figure BDA0003466695100000054
α(N)为混响室电场最大值与平均值的比值，可取：
Figure BDA0003466695100000055
可对式(7)进行简化得：
Figure BDA0003466695100000056
得出α(N)为关于独立样本数的函数，用以确定峰值场的期望值。
S4：得到期望值；
Figure BDA0003466695100000061
S5：得到目标实际值；
根据α(N)计算目标混响室的归一化场强：
Figure BDA0003466695100000062
S6：得出结论。
下面结合实验实施例对本发明做进一步的描述：
实施例1、
本发明的实验验证是在某型电磁混响室中进行，尺寸为3m×4m×5m。为了充分验证本发明的有效性，应用本发明技术方案与电磁仿真软件CST的仿真结果进行对比。
图2为混响室测试系统示意图，按照示意图搭建测试系统，利用矢量网络分析仪进行测试，测试频率为1GHz-10GHz，为保证时域信号的准确性，频域采样点数为100001，独立搅拌位置数为20个，搅拌器工作于步进搅拌状态，步进角度为18°。
图3为接收天线接收到某一边界条件下的S参数，记录20个独立搅拌位置数下的20组S参数，求出其均值，通过逆傅里叶变换将其转换至时域，得到其功率分布，如图4所示。
对图4中的功率衰减作最小二乘拟合，得到其衰减速率，再利用式(5)得到混响室的时间常数，如图5所示。
通过式(7)或式(8)计算出α(N)，带入式(6)中，令PIn＝1W，即可得到该混响室的归一化电场值，如图6所示。
图6还给出了利用电磁仿真软件CST的仿真结果，CST根据真实混响室尺寸和收发天线类型进行建模。
由图6可以看出，本发明提供的方法与CST仿真结果的一致性非常好，也验证了本发明提供方法的有效应。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混响室归一化场强快速评估方法，其特征在于：所述混响室归一化场强快速评估方法具体操作步骤如下：
S1：搭建测试设备；
S2：收集测试参数；
S3：参数处理；
S4：得到期望值；
S5：得到目标实际值；
S6：得出结论。
2.根据权利要求1所述的一种混响室归一化场强快速评估方法，其特征在于：所述S1中搭建测试设备包括搭建发射天线、接收天线、矢量网络分析仪和多个搅拌器。
3.根据权利要求1所述的一种混响室归一化场强快速评估方法，其特征在于：所述S1中矢量网络分析仪选择起始频率和终止频率，采样点选择10001个。
4.根据权利要求1所述的一种混响室归一化场强快速评估方法，其特征在于：所述S1中搅拌器独立搅拌位置数量要大于5个。
5.根据权利要求1所述的一种混响室归一化场强快速评估方法，其特征在于：所述S3所述参数处理包括逆博里叶变换、时域响应、功率时域分布、衰减函数处理、衰减速率和计算特定环境的时间常数。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117590090A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 中国计量科学研究院 一种电磁混响室场均匀性快速确认装置、方法及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190115272A (ko) * 2018-04-02 2019-10-11 한국전자통신연구원 전자파잔향실에서의 복사성 내성 평가를 위한 전기장 형성 장치 및 방법
CN111337756A (zh) * 2020-04-24 2020-06-26 中国人民解放军63892部队 一种评价脉冲激励混响室测试区域电场均匀性方法
KR20200132023A (ko) * 2019-05-15 2020-11-25 주식회사 삼진일렉스 시설 내부로 침투하는 전자파 펄스의 전계강도 측정방법
CN112733329A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 浙江大学 一种混响室场均匀区域分级定位方法
CN112763811A (zh) * 2020-11-30 2021-05-07 北京无线电计量测试研究所 设备天线端口、线缆端口响应值的检测系统及拟合方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190115272A (ko) * 2018-04-02 2019-10-11 한국전자통신연구원 전자파잔향실에서의 복사성 내성 평가를 위한 전기장 형성 장치 및 방법
KR20200132023A (ko) * 2019-05-15 2020-11-25 주식회사 삼진일렉스 시설 내부로 침투하는 전자파 펄스의 전계강도 측정방법
CN111337756A (zh) * 2020-04-24 2020-06-26 中国人民解放军63892部队 一种评价脉冲激励混响室测试区域电场均匀性方法
CN112763811A (zh) * 2020-11-30 2021-05-07 北京无线电计量测试研究所 设备天线端口、线缆端口响应值的检测系统及拟合方法
CN112733329A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 浙江大学 一种混响室场均匀区域分级定位方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘升 等: "混响室ＦＤＴＤ仿真中归一化场强的计算与实验验证", 河北师范大学学报／自然科学版, vol. 38, no. 3, 31 May 2014 (2014-05-31), pages 268 - 271 *
王淞宇 等: "基于混响室的电场探头校准方法研究", 宇航计测技术, vol. 38, no. 01, 31 January 2018 (2018-01-31), pages 23 - 26 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117590090A (zh) * 2024-01-18 2024-02-23 中国计量科学研究院 一种电磁混响室场均匀性快速确认装置、方法及设备
CN117590090B (zh) * 2024-01-18 2024-04-02 中国计量科学研究院 一种电磁混响室场均匀性快速确认装置、方法及设备

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