[发明专利]一种吉赫兹横电磁波小室的设计方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁兼容测试设备设计领域，尤其涉及一种吉赫兹横电磁波小室的设计方法。

背景技术

吉赫兹横电磁波小室(gigahertz transverse electromagnetic cell，GTEM)是一种产生频率达GHz横电磁波的场发生装置，工作频率频率最高可达18GHz，最低频率通常为10MHz。GTEM产生均匀、横向的电磁波，可用于电子设备的电磁敏感性测试(该指标可反映设备的抗干扰能力)，已为CNAS(中国合格评定国家认可委员会)推荐为敏感性测试装置；还可作为场强计(用于测试电磁场强)的标定装置。驻波比为GTEM的主要技术指标之一。国际组织规定的驻波比为小于1.43。对一个纵向尺寸达5-10米的测试装置，这是非常高的指标，技术实现非常具挑战性。

GTEM本质上是一个同轴传输线结构，包括内导体芯板和外导体腔体构成。能量的馈端为圆形的N型同轴结构，主体为方形的同轴结构。现有GTEM设计过程复杂，难以实现电磁性能的低驻波比。

发明内容

本发明针对现有技术中GTEM设计过程复杂，难以实现低驻波比的电磁性能问题，提供一种吉赫兹横电磁波小室的设计方法，可保证低驻波比比GTEM的实现，使吉赫兹横电磁波小室发射的电磁波达到标准规定的驻波比要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种吉赫兹横电磁波小室的设计方法，该方法包括以下步骤，1)在棱锥状倾斜外导体腔的棱锥顶点处设置圆形馈点，棱锥的底面为终端平面，将该终端平面设置为矩形；2)内导体板的顶点设置于圆形馈点处、内导体板的底面设置于终端平面上，内导体板的厚度不变，从内导体板的顶点到底面之间的各个横截面上，内导体板的横截面宽度渐变，内导体板的底面为条形，内导体板的底面的长边与终端平面的上边平行，内导体板的底面的长边两端点距离终端平面的中心点距离相等；3)预设终端平面的上边的长度为a，终端平面的侧边的长度为b，内导体板的厚度为h，内导体板的底面的下长边与终端平面的下边的距离为d，棱锥状倾斜外导体腔的圆形馈点到终端平面之间的距离L；4)计算在圆形馈点与终端平面之间的同轴传输线结构的各个横截面均设置为50Ω的特性阻抗时，内导体板的各个横截面宽度。

按上述技术方案，所述步骤4)具体包括，将圆形馈点与终端平面之间划分为3段，具体为段1、段2、段3，分别计算内导体板在段1、段2、段3中的各个横截面宽度；段1长度为2cm到7cm，段1的前端面上内导体板的横截面为圆形，段1的后端面上内导体板的横截面为矩形，通过几何放样方法实现段1的前端面到段1的后端面的渐变，所述段2的长度小于1m，段2与段3的分界点通过电磁计算获得。

按上述技术方案，所述计算内导体板在段1中的各个横截面宽度，具体为将内导体板的段1等分若干段，在横截面上分别截取内轮廓线、外轮廓线，所述内轮廓线、外轮廓线分别为内导体板的轮廓线、棱锥状倾斜外导体腔的轮廓线，外轮廓线形状保持不变，以内轮廓线的中心为原点，等比缩放内轮廓线，使内轮廓线、外轮廓线形成的同轴传输线结构的横截面的特性阻抗调整为50Ω，再用放样操作连接内轮廓线，获得段1的内导体板的几何形状。

按上述技术方案，所述计算内导体板在段2中的各个横截面宽度，具体包括，将段2等分，获得不同位置处的横截面，计算不同位置处的横截面的特性阻抗均为50Ω时，不同位置处的横截面的内导体板的各个横截面宽度，通过几何放样方法将不同位置处的内导体板的各个横截面连接起来，获得段2的内导体板的几何形状。

按上述技术方案，所述终端平面处设置匹配电阻和吸波材料。

按上述技术方案，所述棱锥状倾斜外导体腔的圆形馈点到终端平面之间的距离L＝6m，横截面参数中a/b＝3/2,d/b＝3/4。

本发明产生的有益效果是：本发明设计方法操作简单，可保证低驻波比吉赫兹横电磁波小室的实现，使GTEM小室发射的电磁波达到标准规定的驻波比要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是吉赫兹横电磁波小室的主视图；

图2是吉赫兹横电磁波小室的侧视图；

图3是吉赫兹横电磁波小室的俯视图；

图4是吉赫兹横电磁波小室的终端平面示意图；

图5是吉赫兹横电磁波小室的分段图；

图6是段1的前端面的示意图；

图7是段1的后端面的示意图；

图8是横截面长度渐变的内导体板的立体示意图；