一种电波暗室及其构建方法技术

本发明专利技术涉及一种电波暗室及其构建方法，包括：顶面，为多边形；多个梯形面，分别与所述顶面的各边一一对应，每个所述梯形面的上边长度与所述顶面的边长相等，每个所述梯形面分别通过上边与所述顶面的对应边连接，多个所述梯形面沿着所述顶面的周向依次连接，且所述梯形面与所述顶面之间呈角度；多个矩形面，分别与多个所述梯形面一一对应，每个所述矩形面的上边长度与所述梯形面的下边长度相等，每个所述矩形面分别通过上边与对应的所述梯形面的下边连接，多个所述矩形面沿着多个所述梯形面的下边的周向依次连接，且所述矩形面与所述顶面相垂直；以及吸波材料，布设在所述顶面、所述梯形面和所述矩形面上。可有效降低暗室的成本，同时有效降低暗室的反射率。时有效降低暗室的反射率。时有效降低暗室的反射率。

【技术实现步骤摘要】
一种电波暗室及其构建方法


[0001]本专利技术涉及电磁场测试领域，具体涉及一种电波暗室及其构建方法。

技术介绍

[0002]镜面单锥系统在瞬态电磁场领域是一种非常重要的系统，在国防电子领域有多重用途。镜面单锥系统需要一个无反射或者反射水平尽可能低的周边环境。这种情况下就需要将系统放置在非常空旷的户外，这显然不是一个好的选择，因为日晒雨淋会损坏设备，而且供电、维护的问题也很大。另一个选择就是建设一个电波暗室，其主要功能是构建低反射的单锥TEM室。传统暗室多是一种长方体型，其壳体是钢板，钢板本身对电磁波具有强反射效应，会产生多重反射的强多径分量。
[0003]如果不抑制这种反射效应，脉冲电磁场在钢板表面会发生多次反射，从而使得脉冲电磁场产生强烈的码间干扰特性，这是一个严重的负面因素，所以为了避免这种情况的发生，就必须在钢板上铺设铁氧体与角锥形吸波材料的匹配结构，这种结构能吸收大部分电磁波，从而降低结构边界上的反射水平。
[0004]一般来讲，吸波材料在电磁波的入射角为0时，反射率最低。传统的长方体电波暗室、圆柱形电波暗室在一些情况下界面一次反射率较高，愈发难以满足测试要求。
[0005]对此，中国专利CN109884569B提出一种小反射宽频带标准场产生装置，涉及一种半球状半电波暗室，则在球面电波暗室的情况下，入射到吸波材料的电磁波入射角为零，可以充分降低反射率。但是，半球形暗室的表面为曲面，业内目前采用铸造工艺或多边形钢架拼接工艺搭建暗室，对于半球形暗室，需要制造若干曲面，并拼接进而搭建暗室，切割工艺和拼接工艺成本高昂，实现复杂，可见，半球形暗室的搭建在工程上几乎难以实现。同时，由于吸波材料的底面是平面，对于半球形暗室而言，其内壁为曲面，则在半球形暗室的内壁上难以布设吸波材料。综上，该专利在技术实现上成本高昂，施工难度高，几乎不能实现。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提出一种电波暗室及其构建方法，以解决目前电波暗室的反射率与其搭建难度不能兼顾的问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种电波暗室，所述电波暗室包括：
[0008]顶面，为多边形；
[0009]多个梯形面，分别与所述顶面的各边一一对应，每个所述梯形面的上边长度与所述顶面的边长相等，每个所述梯形面分别通过上边与所述顶面的对应边连接，多个所述梯形面沿着所述顶面的周向依次连接，且所述梯形面与所述顶面之间呈角度；
[0010]多个矩形面，分别与多个所述梯形面一一对应，每个所述矩形面的上边长度与所述梯形面的下边长度相等，每个所述矩形面分别通过上边与对应的所述梯形面的下边连接，多个所述矩形面沿着多个所述梯形面的下边的周向依次连接，且所述矩形面与所述顶面相垂直；以及
[0011]吸波材料，布设在所述顶面、所述梯形面和所述矩形面上。
[0012]优选地，所述顶面为正多边形。
[0013]优选地，所述顶面为正十六边形。
[0014]优选地，所述梯形面的下边的长度为1.2米。
[0015]优选地，多个所述矩形面所包围形成的环形的半径为3.0755米。
[0016]优选地，所述顶面的半径与多个所述矩形面所包围形成的环形的半径的差值为0.93米。
[0017]优选地，所述顶面与所述矩形面的上边之间的高度差为0.8米。
[0018]第二方面，本专利技术实施例提供一种用于如第一方面任一项所述的电波暗室的构建方法，所述构建方法包括：
[0019]确定暗室反射率方程；
[0020]根据所述暗室反射率方程，确定所述顶面、所述梯形面和所述矩形面的尺寸，以及确定所述顶面的边数、所述梯形面的数量和所述矩形面的数量，拼接所述顶面、所述梯形面和所述矩形面，构建所述暗室。
[0021]进一步地，确定暗室反射率方程包括：
[0022]以多个所述矩形面所包围形成的环形的中心为坐标系原点，以多个所述矩形面所包围形成的环形的半径为x轴，以高度方向为z轴，建立球坐标系；
[0023]确定所述暗室内的镜面单锥的底面半径，确定所述暗室的高度、多个所述矩形面所包围形成的环形的半径和所述吸波材料的厚度；
[0024]以过所述暗室的中心以及过所述顶面的任一半径的竖直平面为参考面，多个所述矩形面所包围形成的环形的顶点在所述参考面上的投影记为A点，所述顶面的半径与所述相关区域和所述无关区域的分界线的交点在所述参考面上的投影记为C点，所述矩形面与所述梯形面的连接位置在所述参考面上的投影点记为D点，所述梯形面与所述顶面的连接位置在所述参考面上的投影点记为E点，所述矩形面上的所述吸波材料在与所述矩形面连接的接触面上在靠近所述梯形面一侧的端点在所述参考面上的投影记为D1点，所述顶面上的所述吸波材料在与所述顶面连接的接触面上在靠近所述梯形面一侧的端点在所述参考面上的投影点记为E1点。
[0025]进一步地，所述暗室反射率方程为：
[0026][0027]其中，θ
A
、θ
C
、θ
D1
和θ
E1
是所述球坐标系中相应点的入射角，
│
S
│
是电磁波入射功率密度，R
l
(α(θ))是吸波材料的反射率表示为入射角α的函数的线性功率量纲转换，K
s
是所述球坐标系下直线的方程，ρ是所述球坐标系转换为柱坐标系的半径。
[0028]本专利技术实施例提出了一个全新的方程，即暗室反射率方程，可以通过暗室反射率方程确定电波暗室的顶面、梯形面和矩形面尺寸，以及顶面的多边型边数、梯形面的数量和矩形面的数量，电波暗室由顶面、多个梯形面和多个矩形面拼接而成，易于加工，且易于布设吸波材料，同时，可以有效降低暗室反射率。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例的电波暗室的构型示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例的电波暗室的内部结构示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例的电波暗室的参考面的示意图；
[0033]图4为吸波材料的入射角与反射率增长率的关系示意图；
[0034]图5为有限长镜面单锥在0.1GHz下仿真分析结果示意图；
[0035]图6为有限长镜面单锥在0.15GHz下仿真分析结果示意图；
[0036]图7为有限长镜面单锥在0.3GHz下仿真分析结果示意图；
[0037]图8为有限长镜面单锥在0.6GHz下仿真分析结果示意图；
[0038]图9为有限长镜面单锥在0.9GHz下仿真分析结果示意图；
[0039]图10为本专利技术实施例的CO1段0.1GHz下电场强度仿真结果示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电波暗室，其特征在于，所述电波暗室包括：顶面，为多边形；多个梯形面，分别与所述顶面的各边一一对应，每个所述梯形面的上边长度与所述顶面的边长相等，每个所述梯形面分别通过上边与所述顶面的对应边连接，多个所述梯形面沿着所述顶面的周向依次连接，且所述梯形面与所述顶面之间呈角度；多个矩形面，分别与多个所述梯形面一一对应，每个所述矩形面的上边长度与所述梯形面的下边长度相等，每个所述矩形面分别通过上边与对应的所述梯形面的下边连接，多个所述矩形面沿着多个所述梯形面的下边的周向依次连接，且所述矩形面与所述顶面相垂直；以及吸波材料，布设在所述顶面、所述梯形面和所述矩形面上。2.根据权利要求1所述的电波暗室，其特征在于，所述顶面为正多边形。3.根据权利要求1所述的电波暗室，其特征在于，所述顶面为正十六边形。4.根据权利要求1所述的电波暗室，其特征在于，所述梯形面的下边的长度为1.2米。5.根据权利要求1所述的电波暗室，其特征在于，多个所述矩形面所包围形成的环形的半径为3.0755米。6.根据权利要求1所述的电波暗室，其特征在于，所述顶面的半径与多个所述矩形面所包围形成的环形的半径的差值为0.93米。7.根据权利要求1所述的电波暗室，其特征在于，所述顶面与所述矩形面的上边之间的高度差为0.8米。8.一种用于如权利要求1
‑
7任一项所述的电波暗室的构建方法，其特征在于，所述构建方法包括：确定暗室反射率方程；根据所述暗室反射率方程，确定所述顶面、所述梯形面和所述矩形面的尺寸，以及确定所述顶面的边数、所述梯形面的数量和所述矩形面的数量，拼接所述顶面、所述梯形面和所述矩形面，构建所述暗室。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：何梓滨，宋德强，邢昊，吴梦娟，宋淑娟，张于，陈权，程文煜，李峥，王贺迎，
申请(专利权)人：北京东方计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：