多功能电磁场综合测试暗室设计与建设_曹猛.pdf
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1、 实 验 技 术 与 管 理 第 40 卷 增刊 1 2023 年 7 月 Experimental Technology and Management Vol.40 No.S1 Jul.2023 收稿日期:2023-04-26 作者简介:曹猛(1986),男,内蒙古赤峰,博士,工程师,主要从事天线及相控阵列近场、远场测试、吸波材料测试的研究,。引文格式:曹猛,刘颖.多功能电磁场综合测试暗室设计与建设J.实验技术与管理,2023,40(增刊 1):71-75.Cite this article:CAO M,LIU Y.Design and construction of multifuncti
2、onal electromagnetic field comprehensive test chamberJ.Experimental Technology and Management,2023,40(S1):71-75.(in Chinese)ISSN 1002-4956 CN11-2034/T DOI:10.16791/ki.sjg.2023.S1.016 实验室建设与管理 多功能电磁场综合测试暗室设计与建设 曹 猛,刘 颖(北京理工大学 信息与电子学院,北京 100081)摘 要:微波暗室可以屏蔽外界电磁波的干扰,使测量活动不受外界电磁环境的影响,同时能够抑制内部电磁多路径反射干扰,构
3、建一种对来波几乎全部吸收的纯净的电磁测量环境。大多数微波暗室测试功能一般相对单一,仅能够服务于某一至两项测试需求。该文根据功能需求设计并建设了多功能复合型测试暗室,结合实践经验给出了微波暗室的结构和性能设计方法。该微波暗室具备近场、远场、RCS、北斗导航模拟、复杂电磁环境模拟等多项功能,为所在单位各研究团队提供了多种测试条件,并取得了较好的科研和社会服务效果。关键词:微波暗室;多功能测试;综合测试暗室;近场测试;远场测试 中图分类号:TN98 文献标识码:A 文章编号:1002-4956(2023)S1-0071-05 Design and construction of multifunct
4、ional electromagnetic field comprehensive test chamber CAO Meng,LIU Ying(School of Information and Electronics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)Abstract:The anechoic chamber can shield the interference of external electromagnetic waves,so that the measurement activities are not a
5、ffected by the external electromagnetic environment,at the same time,it can suppress the internal electromagnetic multipath reflection interference,and construct a pure electromagnetic measurement environment that can absorb almost all to waves.Most anechoic chambers have relatively single test func
6、tions and can only serve one or two test requirements.According to the functional requirements,a multifunctional composite test anechoic chamber is designed and constructed in this paper,and the structure and performance design method of anechoic chamber is given based on practical experience.The an
7、echoic chamber is equipped with near-field,far-field,RCS,Beidou navigation simulation,complex electromagnetic environment simulation and other functions.It provides various testing conditions for each research team in the unit,and has achieved good scientific research and social service effects.Key
8、words:anechoic chamber;multifunction test;comprehensive test chamber;near-field measurement;far-field measurement 微波暗室可以屏蔽外界电磁波的干扰,使测量活动不受外界电磁环境的影响,同时能够抑制内部电磁多路径反射干扰、构建一种对来波几乎全部吸收的纯净的电磁测量环境。通过远场和近场测量软硬件系统可精确测量雷达、通信设备的天线参数和各种目标电磁散射特性等。微波暗室属于大型设备和高技术集成产品,具有造价高、技术水平高、综合性强的特点,是国家电子信息工业的重要基础设施,微波暗室的测量水平标
9、志着测量行业技术发展的最高水平,微波暗室的建设是具有前瞻性的系统工程。微波暗室的建成,可极大改善相关学科的实验环境和实验手段,对培养高层次人才、开展新技术研究和提高教学科研水平具有重要作用。微波暗室建设包含整体设计、测试系统设计1-4、72 实 验 技 术 与 管 理 吸波材料设计5-7、软件设计(系统测试软件8、自动化测试软件9、设备控制软件10-11)等。微波暗室依据测试类型可分为天线近场、天线远场、RCS、电磁兼容测试等类型12,因为微波暗室建设一般针对本单位涉及的项目类型或单一客户类型,如研究所一般只针对天线测量、RCS 测量或电磁兼容测试等单一需求进行建设,因此需求一般相对单一,暗室
10、的建设设计也主要针对单一类型测试13-16,目前测试暗室技术成熟,已实现商业产品化。包含多个功能的复合型微波暗室虽然功能较多,但是大部分暗室单一类型测试系统已基本满负荷运转,建设复合型微波暗室反而会造成资源浪费,因此多功能复合型微波暗室需求不多,对这类微波暗室的研究较少。本文设计并完成建设的多功能复合型微波暗室面向的需求与大部分建设单位需求有所区别,即服务的团队多、测试的项目多、测试类型杂、测试周期短。服务的团队超过 20 个,测试项目覆盖天线测试、RCS测试、北斗导航测试、复杂电磁环境测试等多种需求,每种需求的测试时间均在 15 d 左右,单一测试类型测试总时间不超过 3 个月,因此建设多功
11、能复合型微波暗室可实现团队需求覆盖最大化、资源利用最优化。本文针对需求功能多、测试系统多带来的设计难题,通过多次迭代仿真优化系统布局、测试设备构成、测试流程,最终实现了具备远场、近场、RCS、北斗导航、复杂电磁环境综合测试功能的微波暗室,能提供天线辐射特性、目标体散射特性的测量及北斗导航、复杂电磁干扰环境的模拟。本文设计的微波暗室建设依据文件如表 1 所示。表 1 依据文件列表 标准号 标准名称 GB 508262012 电磁波暗室工程技术规范 GB/T 121902006 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法 GB/T 18883 室内空气质量标准 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB 500
12、16 建筑设计防火规范 GJB 67802009 微波暗室性能测试方法 GB 501162008 火灾自动报警系统设计规范 GB/T 240693 塑料燃烧性能试验方法氧指数法 NRL Report-8093 无回波暗室用PU泡沫塑料改进的阻燃试验 1 暗室功能需求和建设难点 1.1 功能需求 根据科研团队的个性化科研需求,多功能电磁场综合测试暗室应具备远场、近场、RCS、北斗导航、复杂电磁环境综合测试功能,能进行天线辐射特性、目标体散射特性的测量及北斗导航、复杂电磁干扰环境的模拟。(1)远场天线辐射测试功能:有源/无源天线的接收、发射性能测试;微波全频段天线收发测试,频率范围为 400 MH
13、z40 GHz;各种天线的辐射特性测试能力,如天线方向图、增益、极化等。(2)近场天线测试功能:近场测量和诊断天线辐射特性参数,如方向图、增益、极化特性等基本参数。(3)RCS 测试功能:载体模型或缩比模型的 RCS测试,如飞机、导弹等及局部模型。(4)北斗导航测试功能:提供模拟的北斗导航布局环境。(5)复杂电磁干扰环境:提供多天线布局,可模拟复杂环境。1.2 建设难点 因为测试功能需求较多,还有天线布局进行模拟环境的需求,所以需要从测试系统布局、测试设备使用管理等多个方面进行综合考虑。1.2.1 多系统综合利用布局困难 根据功能需求,微波暗室需要集成远场、近场、RCS 测试系统,包含近场转台
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