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如何分析微波暗室性能的低频三维电磁
李勇
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众所周知，微波暗室与室外场相比在进行天线测量时具有安全、无辐射干扰及不受天气因素影响的优点。典型的微波暗室包括内表面覆盖有吸波材料的屏蔽体，源天线及被测体（DUT）和可通过旋转以获得被测体（DUT）天线方向图的转台系统。屏蔽壳体尺寸大小主要是取决于最低工作频率，当暗室工作在VHF和UHF频段时其所需尺寸显著增大，因而增加了暗室结构和所需吸波材料的费用，暗室的最低工作频率到VHF和UHF频段时同室外场相比其优点就丧失了。在这种情况下人们关注的是暗室结构实际上真正的需求，而选择了通过减小暗室尺寸降低造价和增加暗室尺寸以保证最起码的性能水平的一个折衷，为了保证天线测量精度的最小水平，DUT测试区中照射波质量和暗室内各处反射都需达标，这就特别需要暗室供应商能够精确分析暗室性能，使设计的暗室性价比最高。长期以来暗室的工程分析一直是采用射线跟踪法，但在最低工作频率时暗室尺寸仅几个波长，因而精度很差，造成精度差的因素有以下几点：
● 镜像区的反射足以影响DUT测试区的品质，而镜像区的特性尺寸有几个波长，其表面覆盖的吸波材料在VHF和UHF频段时它的尺寸甚至超过暗室侧墙、顶棚和地面的特性尺寸。
● 有效镜区面积较大，在使用射线跟踪法时难以确定镜像的准确入射角。
● 在低频时难以精确地预判或预测墙面吸波材料在偏离垂直投射时的反射系数。
● 难以精确测量吸波材料的反射系数的相位。因而仅能计算DUT测试区场的有效值（RMS）及和的平方根值（RSS），如此只能提供近似值。
● 在VHF和UHF频段，许多情况都是基于吸波材料在2GHz以上斜入射时反射系数的递减曲线来近似的，这种外推法对许多暗室就相当不精确。
最有效的常用的对射线跟踪法的改进是口径积分法，即从侧墙反射进入测试区的反射场是用整个口径的基尔霍夫（Kirchhoff）积分计算（包括侧墙、顶棚或地面），测试区内场是反射场与源天线辐射场的叠加。虽然这种方法比较好的适用于暗室的分析，但所得到的精度仍受到限制，这是由于所用的吸波材料垂直和斜投射时反射系数的信息（两个交叉极化的幅度和相位）的限制。如前所述，对UHF和VHF频段就更成问题了。此外，无论口径积分法还是射线跟踪法对此频段的暗室内多重反射都是无法计算，但这又是很重要的。
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