矩形微波暗室与锥形微波暗室.doc

1、微波与天线测量论文矩形微波暗室与锥形微波暗室(题名和副题名)学校 姓名 学号 指导教师姓名 班级 专业名称 2014 年 月 日微波与天线测量论文 矩形微波暗室与锥形微波I摘 要微波暗室，可以屏蔽外界电磁干扰、抑制内部电磁多路径反射干扰、对来波能够几乎全部吸收的相对寂静的电磁测量环境，主要用来进行微波、天线特性和物体雷达截面(RCS)的测量。本文基于微波暗室的相关概念，通过对其矩形微波暗室与锥形微波暗室的介绍。然后对这两种暗室的设计与组成、暗室中电磁波的传播方式与电场分布、两种暗室优缺点进行分析。最后讨论了实际应用中所要注意的问题。关键词：微波暗室，组成设计，应用微波与天线测量论文 矩形微波暗

2、室与锥形微波暗室III目 录摘 要 .I目 录 .II1 绪论 .11.1 研究背景 .11.2 研究意义 .21.3 本文的内容安排 .22 自由空间测试场的相关概念 .32.1 天线辐射区的划分 .32.2 天线测试场 .32.3 自由空间测试场 .33 矩形微波暗室与锥形微波暗室的组成与设计 .53.1 两种暗室的组成 .53.2 两种暗室的设计 .63.2.1 微波暗室的设计要素 .63.2.2 微波暗室几何尺寸的选取 .63.2.3 屏蔽层的设计 .83.2.4 吸波材料的选取 .83.2.5 静区的设计 .94 电磁波在两种暗室中的传播方式与电场分布 .105 两种暗室的优缺点分析

3、 .116 实际应用中需要注意的问题 .127 总结 .13参 考 文 献 .14微波天线与测量理论文 矩形微波暗室与锥形微波暗室1 11 绪论1.1 研究背景微波暗室在国外被称之为回波室或无反射室( Aneohoic Chamber)。由于电磁渡也有 光波的某些特点，如反射角等于入射，所以国内一般叫做微波暗室。它是20世纪50年代初期出现的室内天线测试场，其优点是可以屏蔽外界电磁干扰、抑制内部电磁多路径反射干扰、对来波能够几乎全部吸收的相对寂静的电磁测量环境，主要用来进行微波、天线特性和物体雷达截面(RCS)的测量。由于暗室使用方便，实时提供被试参数，特别在天线测试和电磁仿真方面，替代了外场

4、的大量实验内容，弥补了外场实验的不足，近年来，国内建设了大量不同规模和不同用途的微波暗室，并出现了大型化的趋势。正因为这样，所以自40年代末和50年代初在美国等国家出现微波暗室以来，在这 四、五十年内，国外得到了迅速的发展和普遍地运用(仅美国就有400多个)。尤其是现 在，已达到了商业化的程度。在国内，微波暗室兴起于60年代初。经过20余年的发展，现在无论是吸渡材料的研制、生产。还是微波暗室本身的设计建造与使用管理等方面，均取得了不少成绩，达到了一定水平。随着科学技术的发展，微波暗室越来越被人们所认识与需要，用途也日趋广泛。归纳起来主要有如下几点：1天线系统试验 微波暗室通常用来测量天线系统的

5、有关性能。如用于测量天线的方向图(振幅与相位)、极化性能，增益系数、辐射阻抗以及天线相互间的耦合与匹配，并确定其有关性质。除常规的测试外，还可运用紧缩场与近场的方法来测量天线与天线罩的参数。2天线罩的试验 在大多数微波暗室内。均可较为方便地进行天线罩的试验。如测试天线罩的驻波系 数、透波率及其给天线方向图带来的影响(畸变、指向角误差等)。3电磁兼容性与整机系统的试验 微波暗室除用作天线系统、天线罩试验外，还可以进行电磁兼容性研究与整机系统 的试验。如传导于扰，辐射干扰、干扰灵敏度、有效辐射功率、有关定向系统的标准，传输随动系统的误差等方面的试验。4电子战系统设备的开发研究与试验 随着电子设备的

6、发展微波暗室被用来进行电子对抗设备的试验与多种目标散射特性的测量日趋增多。如美国格鲁门（Grunman ）公司曾利用微波暗室研制出一种电子对抗设备。经实践，电子对抗设备装在飞机上予微波暗室中进行试验，可以节省经费微波与天线测量论文 矩形微波暗室与锥形微波暗室2与时间。5目标模拟与模型缩比方面的试验 随着科学技术的发展，现在已将几何光学和电磁波绕射技术用于研究安装在飞机上 的天线辐射模型，并先后在1/35比例的航天飞机模型和 1/11比例的波音737飞机模型上进行试验。例如， 频率在35GHz时进行试验，所得的结果与理论计算值 (如方向图) 是一致的。同时这样的试验在隐身技术的深入研究中也越来越

7、受到重视与应用。微波暗室的应用现在向频率的 高、低 两极发展，并由军工向民用、 医学等领 域 中扩展。诸如进行电磁波对人体辐射的影响、电器设备本身的干扰等有关方面的试验。1.2 研究意义微波暗室投资巨大，但从长远使用上来看，可以实现一次投资长期受益。装备研制、实验过程中可以充分利用暗室提供的条件完成电磁兼容测试、天线参数测试、电磁仿真模拟实验，可以反复实验，精确测试，少走弯路，节省了巨大的外场试验耗资。其优点具体有：增强了保密性、不受天气的影响、试验方便、易于模拟信号环境、试验结果准确、有利于人身健康。所以微波暗室可以节约人力、物力，缩短产品的试验周期，具有明显的经济价。1.3 本文的内容安排

8、本文主要的工作内容是基于微波暗室的相关概念，通过对其矩形微波暗室与锥形微波暗室的介绍，对这两种暗室的设计与组成、暗室中电磁波的传播方式与电场分布、两种暗室优缺点分析和实际应用中所注意的问题等来完成本次所要完成的论文任务。本文的具体内容分类如下所述：（1） 自由空间测试场的相关概念；（2） 两种暗室的设计与组成；（3） 电磁波在两种暗室中的传播方式与电场分布；（4） 优缺点分析；（5） 实际应用中需要注意的问题。微波天线与测量理论文 矩形微波暗室与锥形微波暗室3 32 自由空间测试场的相关概念2.1 天线辐射区的划分天线辐射场在离开天线的不同距离区间表现出不同的特性,因此在研究天线时常将天线周围

9、的空间分成近区(又称电抗区、感应场区)、中区(又称 Fersnel 区、辐射近区)和远区( 又称 Framiiloef、区辐射远区)。三个区域的划分和波源的尺寸及工作波长有关 1。根据场的计算公式和工程实际可以推知：当 称为远区；2Dr当 称为中区（辐射近区） ；30.6当 称为近区（感应区） 。.2r2.2 天线测试场天线参数的测试和鉴定是在天线测试场中进行的。天线测试场可以是室外的，也可以是室内的。室外测试场受环境的条件和天气的影响，而室内测试场主要受空间大小的限制，理想的测试场应具有自由空间的性质，即照射待测天线的应是均匀平面电磁波。当然，在现实当中是不可以实现的，但是可以设法尽量接近这

10、种理想的测试条件，如将接收天线与发射天线间的距离满足远场条件，在满足一般测试条件下，最小的测试距离为：(1)30.62Dr式中，D 为天线孔径的最大线尺寸； 为信号的波长。这时待测天线孔径中心与边缘的相位差不大于 /8。为了近似得到这种理想测试场，经过人们的努力已经研制出各种形式的天线测试场。2.3 自由空间测试场自由空间测试场是设法消除底面及周围环境反射而建立的一种测试场，近似实现自由空间测试条件的方法有以下几种：较高测试场、倾斜测试场、无反射室（微波暗室） 。此次本文中所重点讨论的是第三种，即微波暗室，亦称电波无反射室、吸波室。当电磁波入射到墙面、天拥、地面时,绝大部分电磁波被吸收,而透射、反射极少。微波微波与天线测量论文 矩形微波暗室与锥形微波暗室4也有光的某些特性,借助光学暗室的含义，故取名为微波暗室。微波暗室是采用吸波材料作维护结构而建造的特殊房间，它提供人为空旷的“自由空间”条件。在暗室内做无线电测试可以免受杂波干扰,提高无线电测试精度和效率。预着电子技术的日益发展,微波暗室被更多的人了解和应用。它广泛适用于卫星、导弹遥控、通讯雷达测试,以及天线方向图、天线阻抗、天线藕合和各种目标有效散射面的测量。微波暗室一旦建成，可以节约人力、物力、缩短产品试验时间,具有明显的经济效益和社会效益。