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小型微波暗室的静区分析

微波暗室又称无上虞回波室，是一个用能吸收高频电磁能，而反射、散射及透射都极小的材料覆盖在房间的异个而上所构成的空间。由于它有效地模拟了白由空间无电磁回波的条件，因而，可以用水进行异种类型的微波测量，更重要的是能大大提高测试精度和工作效率。目前，各种飞机和其他航空航天的无线电通讯设备等都是通过微波暗室求进行无线电工程的综合性试验的。微波暗室具有无可比拟的优越性，但是其建设费用相当昂贵，因此，在建设之前对其进行性能预测是很重要的。

预测方法中最精确的方法是数值计算法，但是其实现过程复杂，实现脚踏冲床周期长，且对计算机资源的需求巨大，因此本文利用了一种分析暗室性能的简单方法，即几何光学法，以电偶极子作为激励源，给出了矩形暗室静区电平计算模型，并根据某厂家吸波材料反射率，对该暗室的静区电平分布进行了仿真计算。

1 理论分析即改变角

暗室静区电平是评价暗室性能的重要指标之一，它定义为目标天线发射的电磁波经过各墙壁反射到达静区的反射波能量总和与直达波能量之比，通常结果用招值来表示。不同用途的暗室对静区电平指标的要求不同。一般而言，暗室性能的好坏与作为暗室主体的屏敝室反射路径损耗、暗室内壁所铺设吸波材料的吸收性能以及目标天线波束宽度等因素有关。

实践证明，如果铺设的吸波材钢嘴料性能良好，分布均匀、连续，并且铺覆壁而足够大，则空间中除一次反射波外，经过二次及以上反射后再入射到静区的场的分量很小，可不予考虑，能够满足工程需要。在计算中，对于某个面上的入射场，可以148给水用聚乙烯(PE)管材分解成为x、y、z三个分量，认为切向分量相位改变l80°，法向分量相位不改变，接收点处在天线辐射场的远区。

图1所示为矩形暗室几何模型，其长为l，宽为w，高为h。源天线为电偶极子，并位于原点0，其中b为源天线与x=b墙而的距离，h。为源天线与y=-h0面的距离，d为源天线与z=-d墙面的距离。暗室六个面均安装高度相同的吸波材料。利用几何光学办法，暗室静区中任一点P(x，y，z)处的电平可表示为：

其中：EDri为暗室六个面的反射波场强(图1中所示的A，B，C，D，E，F)，EFs为直达波场强(图l中所示G)。

2 仿真分析

根据静区电平的计算模型，以电偶极子天线为激励源，结合厂家的吸波材料的垂直入射发射率，对尺寸为l=5mm、w=5mm、h=4mm的晴室，在4个频率下(1G蜗杆减速器的连轴器连接夹具支架Hz，2GHz，4GHz和8GHz)的静区电平进行了仿真计算。

2.1吸波材料性能

仿真中所使用的吸波材料的垂直入射反射率如表l所示。

由于仿真计算时，需吸波材料在其他入射角下的反射率，而厂家一般只提供垂直入射情况下的反射率，所以在计算时采用了一下估算模型：

Rθ=RNCOSθ (2)

其中：RN为垂直入射反射率，Rθ为入射角为占时的反射率。

2．2仿真结果

假设电偶极子沿y方向放置，位置为：d=1 m，b=2.5m，h0=2m。计算静区区域y=0m、x=-0.5m～+0.5 m、z=2.5m～3.5 m。4个频率的计算结果如图2所示。静区电平的平均值见表2。

3 结论

本文利用几何光学办法，以电偶极子天线为激励源，建立了矩形微波暗室静区电平计算模型，并计算出了5m×5m×4m的小型微波暗室的静区电平分布情况，仿真结果表明：

(1)该暗室的静区电平在lGHz～8GHz平均优于一30dB。

(2)频率越高，静区电平越低，暗室性能越好。

(3)几何光学办法能够快速而准确的计算出微波暗室静区电平。