正如即将发布的文章“将隐形技术应用于EMC室设计”中所提到的,并且在最近的EMC- live网络研讨会中也提到了“大象在试验室“目的是使用3D EM模拟软件来探索对目前性能不佳的燃烧室进行设计改进的可能性。”
文章本身还没有发表,但我们可以通过探索目前“热壁”安排的性能,在此期间取得有益的进展。热壁是射频抗扰度校准平面后面的吸收器覆层壁,目前测试实验室被迫将天线指向腔室的角落,以实现测试场符合性。稍后,我们将探讨热壁波浪偏转(角度面)作为一种可能的设计改进。
感谢CST借给我们CST Studio Suite®2014软件,特别感谢CST的Andreas Barchanski博士对建模和分析的帮助。
一开始
与任何工程项目一样,在投入任何工程时间之前,都需要确保所需的结果,并确定一个攻击方向。
好吧,第一个目标是确定为什么用目前的热壁设计在校准平面上获得场均匀性如此困难,所以我建议我们的攻击方向是收集标准平板吸收层覆墙性能的信息。我进一步建议我们建立每种类型的吸收体(锥体和铁氧体瓦)的单独性能。
开始
我们将从分析锥体吸收器性能开始。如上所述,我们首先需要清楚我们希望软件做什么以及我们希望它如何做。
图1显示了一个单一的金字塔吸收器的侧视图。它由碳负载耗散材料制成,形状形成阻抗锥度。我们想检查它的双向波衰减性能,所以有一个完全反射的PEC(完美电导体)片覆盖在金字塔底座的表面。金字塔被设计成面对它打算直接衰减的波,所以我们将让软件以正常入射的平面波打击它,并对“回波”进行相对测量。
位于金字塔左侧的现场探测器将同时看到入射波和反射波,所以我建议我们使用一个交易技巧。在射频工程中,如果你想在一个四通合成器中建立损耗(不需要的铜和介电损耗),一种方法是制造两个合成器,将它们背对背连接(将四个连接器连接到其他四个连接器),然后衡量整体损失。损失了一半,你就损失了一个合成器。
我们可以对金字塔吸收器使用类似的方法,将其中两个背靠背放置,如图2所示。然后,我们将一个场探测器放在左边,一个放在右边,并单独测量场。我们失去了由反射片引起的180度相位变化(我们需要记住这一点),但我们获得了关于“回波”波幅度减小的数据。
图3和图4显示了用于非法向入射角的相同方法。
预期的结果
预测结果是一种很好的实践,这样您就可以在以后的完整性检查中使用它们。
图5显示了即将冲击吸收器的平面波。垂直极化的射频波形由彩色箭头表示,显示沿一个波长的场的方向和强度。从右边开始,从左边开始,箭头显示了前半个周期的向上指向场的强度达到峰值(红色),然后在半个周期的剩余时间里强度下降,然后在第二个半个周期的向下指向场中重复这种强度的变化。右边向上的箭头首先撞击减震器。
图6显示了预期的结果。为了清晰起见,只显示了对波峰的影响。金字塔中右手的箭头表示通过吸收器时的前半个周期峰值。箭头的中心已经通过了最大的金字塔损耗材料,所以这段是衰减最多的(现在绿色)。中心上方和下方的部分移动了不同的距离,因此显示出不同程度的衰减。左手箭头没有走得那么远,只有中心部分(橙色)的场强下降到金字塔的这一点。
早期的研究结果
好吧,预期的结果完全落空了,因为实际的结果完全出乎意料。
图7显示了动画模拟结果的静态照片。当动画运行时,同心场环块从左向右移动,这与飓风在墨西哥湾上空从西向东移动的卫星视图大致相同。
这是令人着迷的观看。希望EMC-Zone的编辑人员可以安排读者在网上观看动画。
他们说,太阳底下没有什么新的东西,这种效应可能已经被一些伟大的科学家(菲涅尔或其他科学家)预测/观察到,但在我们知道它们是什么之前,并且仅为了这个emc区讨论的目的,我们将把同心环块命名为“涡流场块”(efb)。
即使它们只发生在一个相对狭窄的频带上,或者由于波的减速(悬浮碳的金字塔材料的介电常数不等于1),它们也绝对令人着迷。有人认识气象学家或者熟悉流体动力学的人以前见过这种圆形场吗?我知道漩涡形成在快速流动的河流等,但这些似乎完全不同(没有螺旋漩涡到中心)。
粗略的描述
初步观察表明:-
内部开始形成EFB和外部金字塔顶端的物质。
efb每半个周期在入射波的顶点产生一次,并以同样的速率在金字塔的底部消散。
efb由同心圆场环组成,每个环指向同一方向,每个环与涡流块内的其他环保持分离。
相邻的efb具有指向相反方向(顺时针或逆时针)的场环。
efb的直径约为入射波波长的四分之一。
创建的EFB向右移动,然后暂停一段时间,它需要四分之一波长的入射波通过。EFB的产生速率和耗散速率仍然相同(入射波每半个周期产生一个)。
EFB本身似乎是一个实体,在EFB暂停期间,当一个入射波最小值经过它时,它继续存在就是证据。
待续............
汤姆Mullineaux