一种新型3GHz横电磁波小室的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型3GHz横电磁波小室，属于电子器件电磁兼容特性测试技术领 域。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的高速发展，电子设备的运行速度越来越快，这意味着集成电路的 工作频率也在不断提高。此外，通讯系统使用的频率也不断提高，这样电磁干扰和电磁兼容 的问题显得尤为突出，电子设备不仅要考虑和其他电子器件间的电磁兼容，还要考虑电子 设备内部电子元件之间的电磁兼容问题。因此，电磁兼容测试是电子产品投入市场前必须 经过的基本检测项目。
[0003] 横电磁波小室不仅可以用于辐射敏感度的试验，而且可以用于测量来自被测件 EUT或集成电路PCB的辐射发射。FCC-TEM-JM1系列标准的横电磁波小室可用频率从DC至 1GHz，被测物最大尺寸为6cm X 6cm X lcm，驻波比小于1.25。横电磁波小室本质上是变异的 同轴线，主传输段为矩形，两端锥形过渡，通过同轴接头与同轴电缆相连。然而受两端锥形 结构影响，当工作频率高于高次模最低模式的截止频率时，小室内会产生高次模。高次模存 在纵向场分量，破坏了TEM小室场分布的均匀性，影响了测量结果的可靠性。国内外传统的 横电磁波小室带宽为1GHz，而集成电路的工作频率却越来越高，远远大于1GHz，这限制了横 电磁波小室的适用范围。因此，提高横电磁波小室的上限可用频率是国内外研究的重要课 题。
【发明内容】
[0004] 目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新型3GHz横电磁波小室。
[0005] 技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0000] -种新型3GHz横电磁波小室，包括内导体、外导体，所述内导体设置在外导体内； 所述内导体包括中间段内导体、渐变段内导体;所述中间段内导体设置为长方形结构，所述 渐变段内导体设置为等腰梯形结构，中间段内导体两端连接有渐变段内导体;所述外导体 包括中间段外导体、渐变段外导体;所述中间段外导体设置为长方体结构，所述渐变段外导 体设置为四棱台结构，所述中间段外导体两端连接有渐变段外导体。
[0007] 所述中间段内导体长度设置为152mm、宽度设置为82mm;所述渐变段内导体上边长 设置为25.6mm，下边长设置为82mm，高度设置为93mm。
[0008] 所述中间段外导体长度设置为152mm、宽度设置为152mm、高度设置为60mm;所述渐 变段外导体顶面长度设置为50.7mm、宽度设置为20mm，底面长度设置为152mm、宽度设置为 60_，高度设置为93_。
[0009] 作为优选方案，所述内导体材质采用厚度1mm的铜。
[0010] 作为优选方案，所述外导体材质采用厚度0.6_的铝。
[0011]有益效果：本发明提供的一种新型3GHz横电磁波小室，外导体尺寸为338mm X 152mm X 60mm，被测物最大尺寸为60mm X 60m X 10mm，驻波比小于1.25，场均勾度小于2dB， S11小于-10dB，S21大于-ldB。达到了改善工作区场分布均匀性、降低高次模影响及扩大工 作频段等目的。本设计在确保上限工作频率扩展到3GHz的基础上，不仅能够兼容FCC-TEM-JM1系列标准的100mm X 100mm测试板，而且能够使用更小的功率实现更大的场强，扩展了横 电磁波小室的应用范围，提高了测试效率，有效降低了测试成本和生产成本。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的立体图；
[0013]图2为本发明的结构不意图；
[0014]图3为本发明的俯视图；
[0015]图4为本发明的正视图；
[0016]图5为本发明的左视图；
[0017]图6为中间段内导体宽度w与中间段特性阻抗Z1的关系图；
[0018] 图7为渐变段内导体末端的宽度v与整体特性阻抗Z0的关系图；
[0019] 图8为本发明仿真的回波损耗S11曲线图；
[0020] 图9为本发明仿真的插入损耗损耗S21曲线图；
[0021]图10为本发明仿真的驻波比VSWR曲线图；
[0022]图11为本发明不同高度处电场垂直分量归一化曲线图；
[0023]图12为本发明不同宽度处电场垂直分量归一化曲线图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0025]如图1、图2所示，一种新型3GHz横电磁波小室，包括内导体1、外导体2，所述内导体 1设置在外导体2内；所述内导体1包括中间段内导体11、渐变段内导体12;所述中间段内导 体11设置为长方形结构，所述渐变段内导体12设置为等腰梯形结构，中间段内导体11两端 连接有渐变段内导体12;所述外导体2包括中间段外导体21、渐变段外导体22;所述中间段 外导体21设置为长方体结构，所述渐变段外导体22设置为四棱台结构，所述中间段外导体 21两端连接有渐变段外导体22。
[0026] 如图3-5所示，中间段外导体长度L0 = 152mm、宽度a = 152mm、高度b = 60mm，渐变段 外导体的长度LI =93mm、末端的宽度al = 50.7mm、末端的高度为bl = 20mm。中间段内导体宽 度w = 82mm，渐变段内导体末端的宽度为v = 25.6mm。
[0027] 由于横电磁波小室的一端要连接50 Ω的匹配负载，所以在设计时，要尽可能地使 横电磁波小室的特性阻抗Z0接近50 Ω，这样能实现较好的阻抗匹配，使整体性能达到最优。 首先需要满足中间段的阻抗匹配，也就是使中间段的特性阻抗Ζ1 = 50Ω，求出中间段内导 体的宽度w。然后要满足横电磁波小室整体的阻抗匹配，也就是使横电磁波小室的特性阻抗 Ζ0 = 50 Ω，从而求出渐变段外导体末端的宽度a 1，渐变段外导体末端的高度b 1和渐变段内 导体末端的宽度为V。
[0028] 当中间段外导体的长、宽、高和厚度已确定，内导体的厚度t取1mm，那么需要求出 中间段阻抗匹配时，中间段内导体的宽度w。
[0029] 横电磁波小室中间段的特征阻抗近似为
[0030] (. 1 ):
[0031]
[0032] ( 2 )
[0033] εο:磁导率 [0034] μ〇:介电常数
[0035] no:自由空间的特征阻抗，其值为120JT Ω
[0036] Co:以F/m为单位的单位长度分布电容
[0037]有公式（1)可知，当横电磁波小室中间段的特征阻抗?: = 50 Ω的特征阻抗，那么对 (7. 1 ? τ 应的一一厂。已知a = 152mm，b = 60mm，根据公式(2)，可以得出则w ? 81.5mm。 ?〇 5
[0038] 为了实现更好的阻抗匹配，需要求出w的精确值。因此，在三维电磁仿真软件(采用 三维直角坐标系下时域有限差分(FDTD)方法）中建立横电磁波小室中间段的模型，将中间 段内导体宽度w设为变量，将w在80mm-85mm范围内扫频，可得出w与横电磁波小室中间段特 性阻抗Ζι的关系图。如图6所示，当w = 82mm时，特性阻抗Ζι = 50 Ω。
[0039] 如图7所示，当叾'横电磁波小室的性能最佳，当窄边bi = 20mm时，比较接近实 际，此时.? = :VX. | 义 5().67而《 .。因为！.'κ I .，所以当w = 82mm时，V. =. .w x.5 ?27..3.册《' p 将渐 b w a a 变段内导体末端的宽度v设为变量，将v在27mm-30mm范围内扫频，可得出v与横电磁波小室 特性阻抗Z的关系图，当v = 25.6mm时，特性阻抗Ζ〇 = 50 Ω。
[0040] 如图8所示，在三维电磁仿真软件(采用三维直角坐标系下时域有限差分(FDTD)方 法）中建立横电磁波小室的仿真模型，利用三维电磁仿真软件计算其回波损耗S11，由S11曲 线图可知，在0-3GHZ范围内，SI 1小于-20dB。
[0041] 如图9所示，利用三维电磁仿真软件计算其插入损耗S21，由S21曲线图可知，在0-3GHz范围内，S21大于于-ldB。
[0042] 如图10所示，利用三维电磁仿真软件计算其驻波比VSWR，由S21曲线图可知，在0-3GHz范围内，VSWR小于1.25。
[0043]如图11所示，由于横电磁波小室结构上下对称，只计算其上半腔的Ey。横电磁波小 室可用侧试区是受"1/3准则"区（可用侧试区长度小于L/3、宽度小于a/3,高度小于h/3(h = b/2))限制，水平场分量远远小于垂直场分量，故可以忽略不计。仅考察内导体芯板与上板 间（即上半腔)垂直场分量Ey的分布情况，采用三维电磁仿真软件计算出E y后，取z = 0mm，-a/ 6〈x〈a/6 (a = 152mm)时，y = 5mm，y = 15mm，y = 25mm 所对应的Ey，按以下公式对 Ey 归一化： ￡； =2()lg^ (49)，其中Ε〇是内导体芯板与底板之间中心点的垂直场分量。由归一化的曲 〇 线图可知，当-&/6〈1〈&/6(& = 152111111)时，本专利横电磁波小室的场均勾性小于2(18。
[0044] 如图12所示，采用三维电磁仿真软件计算出Ey后，取y= 15mm，-L/6〈z〈L/6(L = 338mm)时，x = 0mm，x=15mm，x = 30mm所对应的Ey，按以下公式对Ey归一化： ￡>-20lg|L (?/Ζ?)，其中E?是内导体芯板与底板之间中心点的垂直场分量。由归一化的曲 Eo 线图可知，当-!76〈2〈176(1^ = 338111111)时，本专利横电磁波小室的场均勾性小于1(113。
[0045]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种新型3GHz横电磁波小室，包括内导体、外导体，其特征在于:所述内导体设置在 外导体内；所述内导体包括中间段内导体、渐变段内导体;所述中间段内导体设置为长方形 结构，所述渐变段内导体设置为等腰梯形结构，中间段内导体两端连接有渐变段内导体;所 述外导体包括中间段外导体、渐变段外导体;所述中间段外导体设置为长方体结构，所述渐 变段外导体设置为四棱台结构，所述中间段外导体两端连接有渐变段外导体。2. 根据权利要求1所述的一种新型3GHz横电磁波小室，其特征在于:所述中间段内导体 长度设置为152mm、宽度设置为82mm;所述渐变段内导体上边长设置为25.6mm，下边长设置 为82mm，高度设置为93mm。3. 根据权利要求1或2所述的一种新型3GHz横电磁波小室，其特征在于:所述中间段外 导体长度设置为152mm、宽度设置为152mm、高度设置为60mm;所述渐变段外导体顶面长度设 置为50.7mm、宽度设置为20mm，底面长度设置为152mm、宽度设置为60mm，高度设置为93mm。4. 根据权利要求1所述的一种新型3GHz横电磁波小室，其特征在于:所述内导体材质采 用厚度1mm的铜。5. 根据权利要求1所述的一种新型3GHz横电磁波小室，其特征在于:所述外导体材质采 用厚度0.6mm的铝。
【专利摘要】本发明公开了一种新型3GHz横电磁波小室，包括内导体、外导体，所述内导体设置有外导体内；所述内导体包括中间段内导体、渐变段内导体；所述中间段内导体设置为长方形结构，所述渐变段内导体设置为等腰梯形结构，中间段内导体两端连接有渐变段内导体；所述外导体包括中间段外导体、渐变段外导体；所述中间段外导体设置为长方体结构，所述渐变段外导体设置为四棱台结构，所述中间段外导体两端连接有渐变段外导体。本发明提供的一种新型3GHz横电磁波小室，达到了改善工作区场分布均匀性、降低高次模影响及扩大工作频段等目的。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105652122
【申请号】
【发明人】万发雨, 陈军, 曹慧霞, 葛俊祥
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月29日