一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室制造技术

本实用新型专利技术涉及一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，属于电磁兼容领域，包含外导体和内导体，外导体包括方形结构的中间段外导体和呈锥形结构过渡的渐变段外导体，中间段外导体和渐变段外导体同轴，且围成一个小室；内导体为沿外导体轴向方向设置的一块扁平的芯板；中间段外导体上设有若干相互平行的纵向缝隙，缝隙延伸方向与外导体轴向方向平行，纵向缝隙长度与中间段外导体轴向长度相同，高度与外导体壁厚度相同，且纵向缝隙内填充有铁氧体条3。加载铁氧体的宽带横电磁波小室有效抑制了横电磁波小室的高次模和谐振的产生，将横电磁波小室将上限工作频率扩展到3.4GHz。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效果。

A broadband transverse electromagnetic wave chamber loaded with ferrite

Broadband GTEM cell of the utility model relates to a loading ferrite, which belongs to the field of electromagnetic compatibility, including the outer conductor and the inner conductor and the outer conductor includes the middle section of the outer conductor and the square structure transition conical structure transition outer conductor, the middle section of the outer conductor and the outer conductor of the coaxial transition section, and surrounded a chamber; the inner conductor is a flat plate core arranged along the axial direction of the outer conductor; the middle section of the outer conductor is provided with a plurality of longitudinal slots parallel to each other, the gap with the outer conductor extending direction parallel to the direction of axial, longitudinal slot length and the middle section of the outer conductor is equal to the axial length, height and thickness of the outer conductor. And the longitudinal slot is filled with ferrite 3. The broadband transverse electromagnetic wave chamber loaded with ferrite effectively suppresses the higher modes and resonances of the transverse electromagnetic wave chamber, and extends the upper operating frequency of the transverse electromagnetic wave chamber to 3.4GHz. The effect of improving the uniformity of work area distribution, reducing the influence of higher modes and expanding the frequency band is achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室
本技术涉及一种横电磁波小室，尤其涉及一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，属于电磁兼容领域。
技术介绍
随着电磁兼容性(EMC)工程的开展，人们对建立场强标准和EMC测量方法的研究越来越重视。最近十几年来，美国NBS首先研制了各种尺寸的横电磁波小室，简称TEM小室，它提供了一个与外界隔离极好的、而且不受低频限制的测量环境，其场强的大小能够准确地计算。它既可以用作EMC测量〔包括辐射敏感度测量和辐射发射测量)，也可以用作校准电磁场探头和天线因数的电磁场标准和用作生物学效应研究。横电磁波(TEM)小室是两端带有锥形区域的封闭的矩形同轴传输线，在同轴线中部，由一块扁平的芯板作为内导体，外导体为方形，两端呈锥形向通用的同轴器件过渡，一头连接同轴线到测试接收机，另一当连接匹配负载。标准IEC61967-2描述了一种用于测试高达1GHz的集成电路(IC)的辐射发射和电磁抗扰度的TEM小室法。IEC61967-2规定的TEM小室，频率范围覆盖为150kHz-1GHz，外形尺寸为33.8cm×15.2cm×9.9cm,最大EUT尺寸为6cmx6cmx1cm，RF连接器为N型接头。然而，无线设备的IC的辐射发射测试通常要求测量频率范围高于1GHz，所以提高横电磁波小室的上限可用频率对EMC测量和电磁计量的研究具有重大的研究意义，最接近的现有技术中有提到通过在标准磁波小室的中间段外导体中开纵向缝隙，可将上限可用频率提高至3GHz。
技术实现思路
本专利技术为将其上限可用频率得到更大幅度的扩展，在不改变标准横电磁波小室外形尺寸下，提供一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，采用在横电磁波小室中间段外导体上等距离地开纵向缝隙，并添加铁氧体条来填补纵向缝隙的方法来设计新型横电磁波小室，从而抑制高次模的产生，将横电磁波小室的上限可用频率扩展到3.4GHz，被测物最大尺寸为60mm×60m×10mm，驻波比小于1.6，场均匀度小于0.5dB，S11小于-12dB，S21大于-1.5dB，同时可以达到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效果。本技术为解决上述问题提供的技术方案是：一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，包含外导体和内导体，所述的外导体包括方形结构的中间段外导体和呈锥形结构过渡的渐变段外导体，中间段外导体和渐变段外导体同轴，且围成一个小室；所述的内导体为沿外导体轴向方向设置的一块扁平的芯板，分为中间段内导体和渐变段内导体，内导体长度与外导体长度相同；所述的中间段外导体上设有若干相互平行的纵向缝隙，缝隙延伸方向与外导体轴向方向平行，纵向缝隙长度与中间段外导体轴向长度相同，高度与外导体壁厚度相同，且纵向缝隙内填充有铁氧体条。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的芯板是厚度为1mm的铜板。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的中间段外导体的上宽边和下宽边各开设有6-10条纵向缝隙，前窄边和后窄边各开设有3-7条纵向缝隙。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的上宽边和下宽边各开设有8条纵向缝隙，在前窄边和后窄边各开设有5条纵向缝隙。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的每条纵向缝隙内铁氧体条的长度为152mm，宽度为5mm，厚度为0.5mm。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的每条纵向缝隙内铁氧体条的长度为152mm，宽度为5mm,厚度为0.5mm。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的纵向缝隙均匀分布在中间段外导体上。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的中间段外导体长度L0＝152mm、宽度a＝152mm、高度b＝99mm、渐变段外导体的长度L1＝93mm、渐变段外导体末端的宽度a1＝30.4mm,渐变段外导体末端的高度为b1＝19.8mm。进一步，作为一种具体的结构形式，所述的中间段内导体宽度w＝114.6mm，渐变段内导体末端的宽度为v＝21.35mm,左右两个渐变段内导体尺寸一样。本技术的有益效果是：本专利加载铁氧体的宽带横电磁波小室有效抑制了横电磁波小室的高次模和谐振的产生；在维持IEC61967-2标准横电磁波小室大小和测试板尺寸的情况下，该新型外导体开缝型的横电磁波小室将上限工作频率扩展到3.4GHz。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效果。附图说明图1为IEC61967-2标准的横电磁波小室的立体图；图2为本技术的立体图；图3为本技术的拆分图；图4为本技术的整体俯视图；图5为本技术的内导体俯视图；图6为本技术的主视图；图7为本技术的左视图；图8为本技术中间段内导体宽度w与中间段特性阻抗Z1的关系图图9为本技术渐变段内导体末端的宽度v与整体特性阻抗Z0的关系图图10为本技术仿真的回波损耗S11曲线图；图11为本技术仿真的插入损耗损耗S21曲线图；图12为本技术仿真的驻波比VSWR曲线图；图13为本技术在不同高度处电场垂直分量归一化曲线图；图14为本技术在不同宽度处电场垂直分量归一化曲线图。附图标注说明：1、内导体，2、外导体，11、中间段内导体，12、渐变段内导体，21、中间段外导体，22、渐变段外导体，3、铁氧体条。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细地说明。但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。设计原理：对横电磁波小室工作频率影响较大的高次模主要是TE模，即纵向磁场分量Hz的影响较大，而Hz与电流密度Js的关系为:其中，Js为沿横向方向的电流密度。因此，通过抑制横向电流可以减少纵向磁场分量，从而抑制TE高次模的产生。并在纵向缝隙上添加铁氧体条3以防止电磁波泄漏，实现了较好的屏蔽作用。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)中建立该新型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、插入损耗S21和驻波比VSWR，最后对横电磁波小室的电场均匀性进行分析。图1为IEC61967-2标准的横电磁波小室，包含外导体2和内导体1，外导体2包括方形结构的中间段外导体21和中间段两端呈锥形结构过渡的渐变段外导体22，中间段外导体21和渐变段外导体22同轴，且围成一个小室；内导体1为沿外导体2轴向方向设置的一块扁平的芯板，分为中间段内导体11和渐变段内导体12，内导体1长度与外导体2长度相同。IEC61967-2标准的横电磁波小室横截面尺寸为152mm×99mm，纵向长度为338mm，即中间段外导体21长度L0＝152mm、宽度a＝152mm、高度b＝99mm，渐变段外导体22的长度L1＝93mm，可用频率从DC至1GHz，被测物最大尺寸为6cm×6cm×1cm。图2为本技术中的横电磁波小室的立体图，也是在三维电磁仿真软件中建立的横电磁波小室仿真模型，三维直角坐标系的原点在横电磁波小室中心对称点上,x方向为该模型横截面的水平方向，y方向为该模型横截面的垂直方向，z方向为该模型的水平方向。该横电磁波小室的外导体2和内导体1尺寸与图1中标准横电磁波小室的尺寸相同。内导体1厚度为t＝1mm，材质为铜；中间段外导体21四周设有相互平行的纵向缝隙，每条纵向缝隙上都填充有铁氧体条3。图3为本技术的拆分图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，其特征在于：包含外导体(2)和内导体(1)，所述的外导体(2)包括方形结构的中间段外导体(21)和呈锥形结构过渡的渐变段外导体(22)，中间段外导体(21)和渐变段外导体(22)同轴，且围成一个小室；所述的内导体(1)为沿外导体(2)轴向方向设置的一块扁平的芯板，分为分为方形结构的中间段内导体 (11)和等腰梯形结构的渐变段内导体 (12)，内导体(1)长度与外导体(2)长度相同；所述的中间段外导体(21)上设有若干相互平行的纵向缝隙，缝隙延伸方向与外导体(2)轴向方向平行，纵向缝隙长度与中间段外导体(21)轴向长度相同，高度与外导体壁厚度相同，且纵向缝隙内填充有铁氧体条(3)。

【技术特征摘要】
1.一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，其特征在于：包含外导体(2)和内导体(1)，所述的外导体(2)包括方形结构的中间段外导体(21)和呈锥形结构过渡的渐变段外导体(22)，中间段外导体(21)和渐变段外导体(22)同轴，且围成一个小室；所述的内导体(1)为沿外导体(2)轴向方向设置的一块扁平的芯板，分为分为方形结构的中间段内导体(11)和等腰梯形结构的渐变段内导体(12)，内导体(1)长度与外导体(2)长度相同；所述的中间段外导体(21)上设有若干相互平行的纵向缝隙，缝隙延伸方向与外导体(2)轴向方向平行，纵向缝隙长度与中间段外导体(21)轴向长度相同，高度与外导体壁厚度相同，且纵向缝隙内填充有铁氧体条(3)。2.根据权利要求1所述的一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，其特征在于：所述的芯板是厚度为1mm的铜板。3.根据权利要求1所述的一种加载铁氧体的宽带横电磁波小室，其特征在于：所述的中间段外导体(21)的上宽边和下宽边各开设有6-10条纵向缝隙，前窄边和后窄边各开设有3-7条纵向缝隙。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：万发雨，陈军，范盼，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32