波混沌腔体中阻抗与散射的通用特性研究.pdfVIP

484 第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会论文集 波混沌腔体中阻抗和散射的通用特·l生研究 闳二艳1，马弘舸1盂凡宝1 (1．中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900； 2．中国工程物理研究院研究生部北京100088) 摘要本文以计算机机箱腔体为研究系统，开展实验得到了大量的腔体散射矩阵和辐射散射 矩阵。通过戴桑圆系综验证了微波腔体中波混沌散射的存在．对于给定波混沌腔体系统的损耗，可 以通过随机矩阵理论得到系统的归一化阻抗和归一化导纳。对实验得到的归一化阻抗和随机矩阵理 论得到的归一化阻抗进行了比较，其结果非常一致，说明随机矩阵理论对波混沌系统具有预测功能。 实验得到的归一化阻抗和归一化导纳的统计特性非常一致，这两个物理量与系统的耦合无关． 关键词波混沌搅拌效率辐射阻抗归一化过程Dyson圆系综随机矩阵理论 引言 电磁波辐射进出设备的耦合问题是科学界普遍存在的问题，是现在电磁兼容和高功率微波效应 研究的一个热点。随着电子技术的发展，外界电磁波可以通过孔缝耦合、传输线耦合等多种复杂方 式影响整个系统，而传统研究方法只是针对固定系鲥啦】，研究结果不能给相似的结构提供预测。即 使利用高效的电磁场分析软件仍然是一个挑战，这主要有两个原因：1)对于一些研究系统，当电磁 干扰波长与目标特征尺寸可比拟或小的多的情况下，使用网格划分的计算方法比较困难：2)腔体的 内部场结构对于外部输入频率、腔体形状及内部元件位置的微小改变极其敏感。辐射的耦合特性与 耦合结构的尺寸、形状以及入射频率息息相关。这就要求引入一种统计方法来描述电磁学问题。因 为许多设备几乎是一样的，还是稍微有点不同。就是这些小的不同可能会导致描述波的物理量有大 的波动。封装里的软电缆位置偶尔会变动，直接影响到内部场分布。所以需要一种量化具有不确定 因素系统特性的统计方法，可以采用概率分布函数来描述【3】。 Wigo在研究大核能级研究时使用统计方法来描述，即随机矩阵理论㈣。其中线性波动方程 被线性矩阵方程所代替，矩阵的元素为随机变量。这样电磁波混沌系统波动方程的本征值和本征函 数可以通过随机矩阵理论来描述【415】。不少学者对经典的准二维混沌射线腔体中的场分布进行了研究 [61，但是在实际工程中混沌散射存在否，其腔体中的电磁量统计分布如何，还有待进一步研究。不 规则形状微波腔体的波混沌散射研究，促进了电磁波混沌散射的研究和在工程中的应用，特开展了 以计算机机箱为系统的实验研究。可以通过RMT数值计算得到系统的归一化阻抗，而RMT的应用 前提是系统为波混沌系统。本文着重讨论腔体中存在的波混沌散射，以及归一化阻抗和归一化散射 第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会论文集 的统计通用性，并对RMT的预测能力进行初步分析。 1 实验系统的搭建及测量 板上其他元件断开。采用周长为100ram的小圆环、为磁激励方式(孔1)。机箱的物理尺寸为 430mmx420mmxl80ram，其简单示意图见图l(a)。 孔 自由空阃辐射。测量 辐射数射矩阵 图1计算机机箱模型示意图和孔结构的自由空间辐射示意图 中与腔体内壁形成驻波。调整腔体中搅拌浆的不同方位以便产生不同内部结构，对于每一种内部结 构，在3GH加18GI-Iz范围内使用矢量网络分析仪(Agilent 其次需要测量描述耦合孔形状的辐射散射S0。主要测试激励波进入腔体以后，不会被反射回激励 孔情况下的散射系数。所以要移走包括金属杆的两个模式搅拌浆，在腔体内壁贴上商业微波吸收材 料，使用这种方法可以近似将内壁移动到无穷远处。选用大连中山化工有限公司的FAL型宽频带平 模拟测量辐射散射系数的无穷损耗，在激励源和目标点周围留下半径约为r=50mm的圆，微波吸 2随机矩阵理论在波混沌腔体中的应用 Edward Ott等人在研究经典波混沌腔体的电磁波散射问题时，采用经典混沌射线轨迹