[發明專利]一種橫電磁波室阻抗匹配方法和裝置

有效

• 申請號: 201510955490.5
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105572484B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 劉星汛;齊萬泉;黃承祖;馬蔚宇;黃建領;付子豪;閆旭紅
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 黃熊

本發明公開了一種TEM室阻抗匹配方法和裝置，能夠實現在TEM室工作頻段范圍內，全頻段內駐波小的要求。本發明所述裝置包含內導體和外導體，其中，所述內導體的母線形狀和/或所述外導體的母線形狀為帶斜率的指數漸變線。本發明所述方法包含以下步驟：建立阻抗匹配裝置結構參數化模型；設置阻抗匹配裝置的邊界條件和材料參數，調整內、外導體斜率和指數項系數，內、外導體不連續面之間的距離，對電磁場進行仿真計算，以S參數為優化目標，直至得出最佳系數和最佳距離。本發明使得電磁波在TEM室里傳輸過程中回波少，能量損失少，駐波在工作頻段內小于1.2。

技術領域

本發明涉及一種電磁場測試領域，特別涉及一種用于同心錐形橫電磁波(TEM)室的阻抗匹配方法和裝置。

背景技術

同心錐形TEM室，是一種基于標準場法的場強產生裝置，具有很寬的工作頻帶。同心錐形TEM室的阻抗匹配裝置是將饋電處的同軸線50Ω阻抗匹配到同心錐形TEM傳輸段的特性阻抗，目前將同軸結構與錐形結構相連的阻抗匹配裝置通常采用多節阻抗漸變，此種多節阻抗變換方式通常只能用于較窄工作帶寬的阻抗匹配設計，盡管節數越多能匹配的帶寬越寬,但是同時能量損失越大。雖然K漸變能使阻抗匹配裝置長度最短，但仍由于存在物理不連續面，嚴重影響高頻性能。對于寬帶TEM室工作頻段200MHz～40GHz范圍的阻抗匹配性能不能滿足全頻段內駐波小于1.2的要求。

發明內容

本發明提出一種TEM室阻抗匹配方法和裝置，解決傳統阻抗匹配方法不能在全頻段實現阻抗匹配的不足，能夠實現在TEM室工作頻段范圍內，全頻段內駐波小于1.2的要求。

本發明提出的TEM室阻抗匹配裝置，細部連接于同軸段，寬部連接于TEM室傳輸段，包含內導體和外導體，所述內導體和所述外導體與同軸段相連接的部位為不連續面，其中，所述內導體的母線和/或所述外導體的母線為帶斜率的指數漸變線。

作為本發明進一步優化的方案，所述內、外導體的不連續面之間存在距離。

作為本發明的最佳實施例，所述內導體在其不連續面處半徑r₀₁＝0.635，所述外導體在其不連續面處半徑r₀₂＝1.46mm，所述內導體母線的指數項系數k₁＝-0.015、所述內導體母線的斜率b₁＝0.054、所述外導體母線的指數項系數k₂＝-0.038、所述外導體母線的斜率b₂＝0.142、所述內、外導體的不連續面之間的距離x₀＝0.707mm。

本發明的TEM室的阻抗匹配方法，包含以下步驟：

建立阻抗匹配裝置結構參數化模型，包含同軸段內、外導體半徑r₀₁、r₀₂，長度L₀，阻抗匹配裝置長度L，傳輸段內導體半角度θ₁，外導體半角度θ₂，傳輸段長度L₁。

設置阻抗匹配裝置的邊界條件和材料參數，內、外導體的材料為鋁，背景材料為空氣，兩端口均設置為波導端口，設置邊界條件為開放邊界。

用帶斜率的指數漸變線作為內導體和/或外導體母線形狀，通過調整內、外導體斜率和指數項系數(k₁、b₁、k₂、b₂)改變內、外導體母線形狀，對電磁場進行仿真計算，以S參數為優化目標，直至得出最佳系數。

作為本發明進一步優化的實施例，調整內、外導體不連續面之間的距離x₀，以S參數為優化目標，直至得出最佳距離。

本發明有益效果如下：