Research on electromagnetic relay's dynamic characteristics disturbed by uniform static magnetic field

Electromagnetic relay is a widely used apparatus which usually works in a magnetic disturbance environment. To evaluate its electromagnetic compatibility (EMC) in a static magnetic field, dynamic characteristics of a clapper relay in a uniform static magnetic field situation based on the finite element method (FEM) is studied. Influences of the magnetic field on dynamic parameters (delay time, pick-up time, end pressure, and final velocity) as well as a situation in which the relay cannot function normally are analyzed. Simulation reveals that the external magnetic field which weakens the relay’s air-gap field has a greater influence on the relay’s dynamic parameters than the one strengthening the field. The validity of the simulation is verified by measured results of coil current and armature displacement.

电波暗室场地性能参数计量方法分析

随着电子技术的发展,人们在生活、生产和科研中使用到的电子设备越来越广泛,对电子产品进行电磁兼容(EMC)测试需求不断增长,基于本文对电波暗室场地的性能和工作原理的分析,提出针对场地屏蔽效能、归一化场地衰减、场均匀性和场地电压驻波比关键性能参数的计量方法,以确保电波暗室能满足日常使用要求。

采用双馈源的混响室场性能优化数值分析

为了优化混响室的场性能,提出了采用双馈源的混响室设计思想,从原理上对混响室采用双馈源的可行性进行了分析,并采用矩量法分别对单双馈源条件混响室进行数值模拟计算,从场强大小和场均匀性两方面研究了采用双馈源对混响室场性能的影响。数据结果表明,采用双馈源时能显著改善混响室工作区域的场均匀性能,并且要产生相同大小的场强,采用双馈源能降低对功率放大器的要求,进而降低混响室的测试成本。

混响室加载布局对测试区域场特性的影响

为了解电子设备加载布局对混响室内场特性的影响,通过实验方式进行了研究。实验设置了3种不同加载布局,分别在200MHz、500MHz与1GHz 3种不同频率下测量了测试区域的场均匀性以及独立采样数。结果表明:不同的加载布局方式会对测试区域场均匀性以及独立采样数产生较大影响。混响室加载后,测试区域内场均匀性会有所提高,但会降低独立采样数。分析指出,利用混响室进行电磁兼容测试时,为了得到较好的场均匀性和较大的独立采样数,不要将受试设备直接放置于测试区域地面上;当受试设备包含多个系统时,需要将多个系统分散放置于实验台上。

近距离观察电磁兼容暗室的场均匀性——电磁兼容暗室的有限元分析

采用有限元法(FEM)对电磁兼容暗室的测试面场均匀性(FU)进行了三维仿真分析,目的是比较地面铺设不同吸波材料(仅限于聚氨酯角锥和铁氧体瓦)以及四周墙面安装的吸波材料距离地面20 cm(即与地面相接的四周金属墙面有20 cm裸露在外)时FU的变化情况。计算结果表明:在其他条件相同情况下,仅改进地板铺设的吸波材料性能,可以显著改善FU;而四周墙面铺设的吸波材料离地面有20 cm时,FU将变差。此外,还提供了测试面中的电场三维分布图,使测试面的FU可视化;根据FU分布图分析了FU在较低频和较高频时的不同变化情况。对暗室的三维仿真分析,使得在实际建造暗室之前,就能对暗室的场均匀性有比较准确和具体的了解,从而可以及时发现和解决问题。

混响室测试区场均匀性分布规律仿真分析

为了研究混响室工作区(或称测试区)场均匀性分布规律,用电磁仿真软件FEKO建立了混响室的物理模型。采用矩量法结合物理光学法,计算混响室测试区24个位置的电场强度,比较得出的3个大小不同测试区电场的标准偏差,发现工作区域2的标准偏差小于工作区域1的标准偏差,而工作区域3的标准偏差小于工作区域2的标准偏差,这说明电场的均匀性随测试区体积的减小而提高,越靠近工作区的中央电场均匀性越好,用于进行电磁兼容测试的待测物最好放在工作区的中央位置。

基于镜像对称的多馈源混响室扩展方法研究

提出了基于镜像对称的多馈源混响室扩展方法,给出了镜像对称扩展混响室改善工作区域场性能的原理,对单混响室及镜像混响室模型进行数值模拟计算,并设计了3组仿真实验从场强大小和场均匀性两个方面验证镜像混响室改善工作区域场性能的可行性。实验结果表明:单混响室镜像对称组合扩展后,在成倍扩展混响室及工作区域体积的同时,工作区域场强增大,场均匀性有所提高,解决了混响室体积扩展与场强减小以及变频场均匀性恶化的矛盾;通过发射天线同时馈入相同功率即多个小功放合成的方法解决了混响室高场强问题,降低对功率放大器的要求,进而降低混响室的测试成本。

混响室搅拌器位置优化的数值分析

为研究混响室搅拌器位置对测试区域场均匀性影响,采用基于矩量法的电磁仿真软件FEKO对混响室仿真模型进行数值计算,通过与遗传算法相结合对混响室搅拌器位置进行优化,得到了搅拌器位置的最优解以及相应的表征混响室测试区域场均匀性的电场标准偏差值。研究表明:搅拌器位置影响测试区域场均匀性,当搅拌器位置处于最优配置时,测试区域各轴向电场标准偏差较初始状态分别下降了47.4%、20.1%、57.1%,总标准偏差下降了44.0%,测试区域场均匀性较优化前有所提高,提高了混响室用于电磁兼容测试时的准确度。

双天线激励混响室场均匀性研究

采用电磁仿真软件FEKO分别建立单、双天线激励混响室仿真模型，通过计算混响室测试区域电场标准偏差值研究混响室场均匀性。研究表明：与单天线激励混响室相比较，混响室工作于双天线激励条件时，测试区域各轴向电场标准偏差平均下降了15．3％，总标准偏差下降了21．9％，改善了测试区域场均匀性，这说明双天线激励混响室可提高场均匀性，同时利用双天线的功率合成解决了混响室大功放问题。

电波暗室1～18GHz性能的测试方法

文章介绍EMC电波暗室性能指标中与1～18GHz归一化场地衰减NSA、场地电压驻波比(SVSWR)和场均匀性(FU)三项指标相关的IEC/CISPR/A和IEC/SC77B委员会草案CISPR/A/342/CD、CISPR/A/531/CD和77B/429/CDV,这三项指标的校验和评估方法既适用于全电波暗室也适用于在接地平板上加铺适当数量吸波材料的半电波暗室。

半电波暗室的技术要求

EMC实验室的性能是否满足所提的技术要求和设计指标,要靠测试数据验证。简要说明了电波暗室的特点,详细介绍了半电波暗室的主要技术要求及一些暗室建设的注意事项,为提出实用的暗室建造技术要求、实验室的验收要求提供依据。

镜像对称结构对多馈源混响室场性能的影响

为解决混响室大体积与场性能高要求之间的矛盾,提出了一种基于镜像原理的多馈源混响室的设计思想,从原理上分析了镜像多馈源混响室的可行性和有效性,并通过仿真计算研究了镜像双馈源混响室的场性能。结果表明,在输入功率一定时,两个单混响室系统组合成镜像双馈源混响室后,在工作区域的场均匀性能不下降的基础上,不但可用于电磁兼容测试的工作区域体积大幅度增大,而且测试区域的电场强度也得到了提高。同时,对镜像多馈源混响室进行了进一步的扩展分析,得出了组成镜像多馈源混响室的单混响室系统数量的理论表达式。

振动型本征混响室场均匀性仿真分析

为比较分析振动本征混响室与机械搅拌混响室的场均匀性性能,针对振动型本征混响室（VIRC）腔壁不断振动的特点,提出了一种振动型本征混响室的场均匀性建模与仿真方法。将腔壁振动等效为多个细小腔壁在振动方向上随机振动,并将一个腔壁振动的混响室离散化为多个固定外形的混响室,则计算全部固定外形混响室中工作区域的电场即可获得振动型本征混响室的场均匀性。由此建立了振动型本征混响室的矩量法数值模型,进行低频段（200～400 MHz）的场均匀性仿真,并采用电场分量柱状图与Rayleigh分布概率密度曲线一致性比较的方法论证了建模与仿真的有效性。然后在200～400 MHz范围内将振动型本征混响室与同体积同外形的机械搅拌混响室进行场均匀性仿真对比,发现前者比后者的场均匀性标准偏差低0.5 dB以上,从而证明了在同体积同外形腔室结构条件下,振动型本征混响室较机械搅拌混响室能更有效的改善混响室的低频段性能。

射频电磁场辐射抗扰度均匀域校准方法研究

分析使用可调式半电波暗室进行射频电磁场抗扰度均匀域校准时遇到的一些问题,并研究不同方式优化校准方法解决这些问题;最终选用既满足宽频段,又满足高场强的校准方法,不需改动校准布置,以降低测试成本,提高测试效率。

混响室“Z”型搅拌器的设计优化

阐述了混响室性能评价方法、机械搅拌器的作用与工作原理。利用电磁计算仿真软件分析了“Z”型搅拌器的长度和折叠数目对混响室场强均匀性指标的影响。结果表明,在混响室内部空间允许的条件下,搅拌器投影长度越长、折数越多,对应的混响室性能越好。

半电波暗室低频场均匀性研究

现行的CISPR、ANSI等标准中,只提供了30 MHz以上的半电波暗室性能评估方法。然而,随着工作在30 MHz以下的电气设备与系统逐渐增多,现有标准已无法满足需求。为了准确的评估其电磁兼容性能,需要对30 MHz以下的半电波暗室性能进行评估。场均匀性是评价半电波暗室性能的主要指标,主要以其为研究对象,对铁氧体进行了理论分析与实验;并运用数值仿真的方法分析了半电波暗室在低频时的场均匀性。研究结果表明,运用外推法拟合得到铁氧体电磁参数是可行的,可应用于低频时暗室的仿真性能评估中,促进了低频段电磁兼容相关标准的研究。同时,该研究能对低频段暗室的设计建造提供一定的指导作用。

基于电波暗室的舰船电磁兼容性模型预测

针对开阔试验场进行电磁兼容性船模试验易受环境影响的缺点,提出了基于电波暗室的船模预测新方法.根据电磁缩尺模型理论,推导出预测天线端感应电压、天线耦合度2个重要参数与缩尺比之间的关系,以模型天线近场测量为重点,介绍了模型预测的实现.理论分析和试验比较表明,利用电波暗室作为模拟场地进行船模预测是可行的,它具有全天候、环境好的特点.

布线方式对信息技术设备辐射骚扰场强测试的影响

为研究电磁兼容测试中,布线方式对信息技术设备的辐射骚扰场强的影响,以典型信息技术设备为切入点,在视频线、音频线、键盘线、鼠标线与USB线的不同布线方式下,采用在电波暗室中进行实验的方法,对信息技术设备的辐射骚扰场强进行了测试分析,验证了辐射测试中线缆应遵循的布线原则,评估了不同布线方式对辐射骚扰场强测试结果的影响.研究结果表明:布线方式的规范程度将对信息技术设备的辐射骚扰场强测试产生不可忽视的影响,很可能影响测试结果的判定,主要是对低频段测试结果的影响.该研究结论对电磁兼容领域的辐射骚扰测试具有一定的参考价值和指导意义.

GB/T 17626.3关于均匀场域校准的新旧版标准差异解析

基于射频电磁场辐射抗扰度试验最新国标GB/T 17626.3-2016的研究,通过对GB/T 17626.3关于均匀场域校准的新旧版标准差异部分的详细解读和分析,归纳和整理出在不同情况下均匀场域窗口应用的二叉树选择图,详细公式推导和论证了校准方法中的测试系统确认步骤,这加深了标准关于此部分条款内容的理解。

5m法暗室的FU测试方法研究

阐述了电波暗室及其性能评估指标的场均匀性(FU)。为了快速准确地测量出场均匀性,在3 m法暗室和10 m法暗室性能评估指标测试方法的基础上,制定了两种5 m法暗室场均匀性测试方法并进行了测试。最后,对测试结果做了分析并提出了建议。