场线耦合及线缆串扰问题的实验设计文献综述

 2023-08-04 10:08
  1. 文献综述(或调研报告):

目前场线耦合实验常用有GTEM小室法、暗室法和混波室法。

文献[2]为GTEM小室法。GTEM小室法的结构如图2.1,其实质是一个扩大的同轴线。实验时使用信号源在输入端加上激励信号,在芯板与外壳之间会产生电磁场,方向为从芯板向外壳。在场均匀区中,GTEM小室产生的电磁场为匀强场。匀强场的场强大小跟激励的大小有关。将待测的不均匀双绞线放入均匀区,即可以通过频谱仪接收不均匀双绞线在特定入射方向匀强场下耦合到的信号,评估双绞线结构的不均匀性对其在场线耦合中的终端响应的影响。

实验用到的GTEM小室及实验装置布置如图2.2所示,信号源通过功放在GTEM小室输入端产生激励。当定向耦合器与GETM小室之间的连接电缆足够短的时候功率计在靠近GTEM小室端口处通过定向耦合器和功率探头可以近似得到GTEM小室断口处的输入功率。这样就可以不用计算信号源到定向耦合器之间所有连接电缆以及设备的损耗。通过调整功放使功率计显示的功率值稳定在一定数值上,则GTEM小室内可产生稳定的匀强场,肇事到待测双绞线上产生耦合信号并通过连接电缆传输到频谱仪上。由于待测双绞线到频谱分析仪之间的连接电缆很长,造成的损耗无法忽略。因此需要通过矢量网络分析仪测量其在每一个实验频点上的损耗,并在计算双绞线耦合功率是考虑进去。

文献[3]针对三导体传输线建立平面波激励的BLT矩阵模型,并利用GTEM小室内场线耦合实验,验证BLT矩阵方程求解场线耦合模型终端响应的有效性。图2.3为线缆在GTEM小室内的布置图,电磁场的传播方向平行于线缆组成的平面。在实验中通过LabVIEW测试程序来控制仪器进行扫频测试。实验结果与计算结果变化趋势接近,但由于受试线缆的引入,扰乱了GTEM小室内的场环境,导致GTEM小室内的电场除主方向外,小室宽度方向和电磁场传输方向的场增加,且这种变化与频率相关,导致实际实验与理论计算有差异。

文献[4]为暗室法。电波暗室法适用的频率范围是 80 MHz~18 GHz。测试严酷度等级以射频电磁场的场强为单位,按照不同产品的不同要求分为 25 V/m、50 V/m、75 V/m、100V/m 以及 200 V/m 多个等级。

电波暗室法是一种必须在电波暗室中完成的电磁兼容抗扰度测试方法。电波暗室是为了提供一个隔离的电磁兼容测试场所,以模拟开阔场测试。一个电波暗室最基本的组成是一个在内部反射面上(除地板外)装有吸收电磁波的材料的屏蔽室,设计的目的是为了在测试区域使反射的能量至少比直接发射方向的能量降低。

电波暗室中的射频电磁场是由能产生不同等级射频信号的射频能量源通过射频发射天线产生的。一套天线、放大器、射频信号发生装置能够覆盖测试频率范围。场强测试仪可用于确定正确的测试电磁场场强。为了降低测试误差,被测件工作状态的监测通常用光电转换耦合装置完成,以避免电磁信号耦合到线缆从而影响到监测设备的正常工作。

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