资源描述：
《gtem室内场强分布的计算分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、GTEM室内场强分布的计算分析6弓～7/第L8卷第L期L997年1月计量A(AⅣ匝TROLoGICASINICA.L8.№LJan..1997GTEM室内场强分布的计算分析黄志洵赵爱军贺涛7哆—播L00o24),卢,..摘蔓本文保入研究丁近年来在电磁兼容测量及场强测量中广泛应用的吉赫横电磁室(GTEM).讨论了室内场分布的计算机算法.给出了6m室的计算与测量实倒.计算结遥磐.……法……醐.劢,隹关蕾调:吉赫横电磁室横向谐振绕射法广义电报员方程组示.;莹r一'I●1引言1987年发明的吉赫横电磁室(GTEM)[目前已在各国生产及应用.然而,对它是否适用于计量部门(即校准场强计探头,甚至用
2、作场强标准),却一直是不清楚的.为此,必须对GTEM室内的场分布作深入的理论研究及计算分析.图1是非对称GTEM室的3面视图,我们主要关心的是中板下部(即放EuT位置)的场分布.圈1非对称G11EM主体结构的3面视图在均匀柱状导波结构中,传输参数与z无关;即使有高阶模产生,主模TEM与高阶模是正交的,不会发生耦合.但图1所示是沿方向缓变截面的非均匀导波结构,声与z有关[2l,这是重要之点.由于沿z方向横截面不断增大,高阶模由截止变为传输,只要满足一定条件某个模式就会激励起来,并沿方向传输,从而损害GTEM室的TEM性质.因此,对图1所示的结构而言,必须研究高阶模的规律及其耦合问题.本文
3、于l996—0l—l6收到.1996—04～10修改定祷计量2理论分析..横向场分布;文献[2]指出,求解Helmh0ltz方程是可能的.设,(,y)为第模在横截面上的波解,则有V,(-r,y)+^(,y)=0(11式中^是本征值:h=j+y≈5一(2)而是真空中波数,y+j卢是传播常数在忽略导体损耗的条件下,可把内部高阶波导模视为简正模,即分为TE模式群和TM模式群.与空波导理论的不同之处在于,现在要考虑奇模和偶模的分别.先考虑TE模,归一化场强(即基准场)为:.^t(-r,y)=一V讧(.y)(3)日(-r,y):～V(,y)×f(4):(,y)(-r?y)(5)对于TJ模.归一化
4、场强为:.P(,y)=一V(-r,)^(-r,y)=一f×V(-r,y))=()现在是把横向场展开为N个模式的函数集,故有E(,)(,)至于纵向场强的值,可由下式计算:E(-r.,)H(-r,,￡)Ⅳ∑flⅣ∑f;lI(￡)^(_z,)∑J(￡)(,.)∑u()^(,y,)(6)(7)(8)(9)(10)(n)(12)式中一h为铪z方向的归一化场强.为了求u,j.可以利用广义电报员方程组4～:=一(.)(.)一j(.(.)(13)=～㈨一j.)㈤(14)式中:,p代表不同的模式,A是转换系数,D是转换系数.x是分布的串联电抗.B是布的并联电纳.由于A,D,x和B是模式耦合引起的,故也称
5、为耦合系数,其表达式如下[7】.小((,,y,枷第l8卷第l期黄志洵等:G'rEM室内场强分布的计算分析D()置()B()一J(,,)b(z,,z)dd』mⅡ[(z,(z)+(圳:p时【0≠p时Ⅱ(z)(z,+(圳p时式中:e是个介电常数,是导磁率;s(z,,z)=(15)(16)(17)(18)是结构的横截面;是线积分路径;而(,,z)tg(V,=6)(,,z)tg(V,:一d)(,,)tg口(V,=一Ⅱ)(19)(,,)tg口(V,=0)(,,)t(在内板上)在以上表述中,叫平面的原点取在中板在右侧壁的投影点.3计算方法当工作频率很高(例如1GHz),在开口处高阶模式多,计算显得很
6、复杂.但如工作频率不太高(例如300MHz左右),可能就只需考虑一个高阶模,即第一高阶模.这时,容易写出场强算式:式中:0,伽和0是主模产生的归一化场强,"l和是第一高阶模产生的归一化场强;u0是主模的波型电压,u是第一高阶模的波型电压.显然.当工作频率低因而只有主模TEM时,就有E=u0()√0+0(21)具体地讲,归一化场分量靠横向场分析解决;波型电压靠求解广义电报员方程解决.先看TE模,由式(5)可得:式中n..oosc,=』^=(>o)sin(^6),(<o)s.n(^),(22)(23)一2)U})g(0U[+2)Z(U+0)￡(0U[计量1997年1月(,0)=
7、w()x()而()由chebyshev多项式T(/g)决定:.c,=倜Tc,,,=;::::w()则是加权函数:w()=[1一(/g)],此外,.=d√qⅡg/Ⅱ(一1),J(,"Ⅱg/Ⅱ)因此.对TE模可写出其它横向分量:f—FIHcos()'{∞=0.2.4Ⅱ,lc=等s—n()=O.2.4Ⅱ,,l/2(24)(25)(26)(27)(28)(>0jsIn(^6),…(<.)旺sin(^d),(>0)n(^6)一等(<
