利用复合搅拌方式提高机械搅拌混响室性能的研究

电磁混响室打破了传统测试场地（例如：全/半电波暗室）力求建立规范的电磁波传输环境的常规思维方式，提出了利用"统计均匀场"实现各种电磁测试的新思路。本项目以提高传统机械搅拌混响室的性能为目标，在深入分析、对比源搅拌、频率搅拌和机械搅拌作用机理的基础上，对复合搅拌（综合使用三种搅拌方式）方案所涉及的一些关键问题进行了研究。具体问题包括：三种搅拌方式作用机理上的联系和区别、制订复合搅拌方式并分析它在提高混响室性能方面的作用、源搅拌的具体实现方法（天线阵列或者多天线）、高Q值金属谐振腔和天线之间的相互作用、腔体形状对混响室性能的影响、电大尺寸混响室的电磁场混合建模仿真等。通过本项目对上述问题的理论和试验研究，有望提出基于复合搅拌的新的混响室方案，实现混响室技术的创新和发展，使得混响室技术更好的为汽车、航空航天、军工、通信和生物电磁学领域中的电磁测量服务。

项目以提高传统机械搅拌混响室的性能为目标，对源搅拌、频率搅拌和机械搅拌混合使用的问题进行研究，其具体完成情况如下：.a 按研究计划，完成了理清三种搅拌方式作用机理上的联系和区别的工作，找到了三者互补并形成全新复合搅拌的基本理论依据。传统的机械搅拌以“旋转搅拌器改变模式频率，进而改变模式组合”为原理，作用效果受到模式密度和数量的影响，低频性能受限。源搅拌的单独作用，仅改变模式权重，效果不及机械搅拌；但作为改善低频特性的一种措施，它将加大模式组合的变化程度，提高搅拌效果。源搅拌“通过改变工作频率以改变模式组合”的工作机理类似于机械搅拌，其具体应用的限制因素很多，效果有限。三种搅拌方式虽有共通之处，但实现方式和作用机理各具特点。机械搅拌和源搅拌在低频段具备很强的互补性，综合采用两种搅拌方式的新型复合搅拌混响室，其性能会优于目前常用的机械搅拌混响室。.b 按研究计划，完成了对高Q值金属谐振腔和天线之间相互作用的分析；参考相关文献资料，确定了搅拌器的尺寸和激励天线的位置；形成了有关复合搅拌混响室的具体实现方案 。.c 按研究计划，完成了针对电大尺寸混响室的电磁仿真和测试验证的工作，建立了可行、可信的仿真软硬件平台。仿真测试研究结果显示：以“矩量法（MOM）结合快速多极子（MFLMM）算法”为核心、以MATLAB作为后台控制软件、以计算机工作站（DELL T7500）作为硬件所构成的平台在计算精度、耗费时间和资源需求等方面能够取得较好的平衡，能够满足1.2GHz以内，尺寸为（3.7m×2.8m×2.3m）的复合搅拌混响室的仿真分析工作。.d 计划之外，研究工作还完成了针对混响室场分布统计特性、各向异性系数、统计验证评价方法等问题的研究；针对复合搅拌混响室的问题，从统计特性的角度完成了对项目研究结果的验证。尽管作为目前混响室常用的性能评价指标，场均匀度被广泛应用，但它对混响室“统计均匀”特性的描述并不全面，所以相关分析方法和结果对完善目前混响室的性能评价体系具有很好的补充和参考价值。.研究工作从基本理论出发，依据相关研究结果，形成了基于复合搅拌思想的新型混响室方案，建立了用于仿真分析的软硬件平台，积累了相关仿真测试数据。在此基础上，撰写了研究报告1份，发表（录用）论文7篇，获得专利授权2项，培养研究生2名，博士生1名。