10kHz-30MHz电场发生器设计

论文总字数：20332字

摘 要

ATE10K30MA是一种大功率电场发生器，它可以在10kHz-30MHz的频率范围内产生强电场，通常用于敏感性测试。

本文参照ATE10K30MA设计了一个频率范围在10kHz-30MHz的用于电磁兼容敏感度测试的电场发生器，输入功率达1000W。本文主要从电场发生器的整体结构设计、匹配网络设计和振子的输入阻抗及形成场的仿真分析等方面对其进行研究。

发生器由巴伦、负载电阻、振子和外壳构成。巴伦可以实现1:9的阻抗变换，与一个电容共同组成匹配网络。八个900欧姆的大功率负载电阻使振子上形成大电压小电流，在近场形成电场。振子是平行双偶极子，间隔700mm放置，并使用CST STUDIO SUITE对其形成的场的进行仿真分析。

关键词：电场发生器、巴伦设计、场强仿真

Abstract

ATE10K30MA is a high-power electric field generator. It can generate strong electric field in the frequency range of 10kHz-30MHz. It is usually used for sensitivity testing.

Referring to ATE10K30MA, this paper designs an electric field generator for EMC sensitivity test in the frequency range of 10kHz-30MHz, with input power of 1000W. This paper mainly studies the matching network design of the electric field generator, the input impedance of the electric field generator oscillator and the simulation analysis of the forming field, and the structure design of the electromagnetic generator.

The generator consists of baron, load resistance, oscillator and shell. Barron can achieve 1:9 impedance transformation and form a matching network with a capacitor in parallel. Eight 900 ohms of high-power load resistance makes the oscillator form a large voltage and a small current, and an electric field in the near field. The oscillator is a parallel double dipole with an interval of 700 mm. The field formed by the oscillator is simulated by CST STUDIO SUITE.

Keywords: electric field generator, Barron Design, field strength simulation

目 录

摘要 ……………………………………………………………………………………………I

Abstract ………………………………………………………………………………………II

第一章 绪论 …………………………………………………………………………………1

1.1 引言 ……………………………………………………………………………………1

1.2 研究背景及意义 ………………………………………………………………………1

1.3 研究目的及内容 ………………………………………………………………………2

第二章 电场发生器总体设计 ………………………………………………………………2

2.1 发生器总体结构 ………………………………………………………………………2

2.2 负载电阻 ………………………………………………………………………………3

2.3 外壳 ……………………………………………………………………………………4

第三章 巴伦设计 ……………………………………………………………………………5

3.1 匹配网络 ………………………………………………………………………………5

3.1.1 匹配网络的选择 …………………………………………………………5

3.1.2 匹配网络的设计方法 ……………………………………………………………5

3.2 巴伦的选型 ……………………………………………………………………………5

3.2.1 巴伦的形式 ………………………………………………………………………6

3.2.2 磁芯的选用 ………………………………………………………………………6

3.2.3 1:9阻抗变换的实现 ……………………………………………………………7

3.3 巴伦性能测试 …………………………………………………………………………12

3.4 振子加载的影响 ………………………………………………………………………17

3.5 并联电容的影响 ………………………………………………………………………18

第四章 电场发生器近场仿真 ………………………………………………………………20

4.1 CST仿真软件 …………………………………………………………………………20

4.2 场分布仿真 ……………………………………………………………………………21

第五章 电场发生器性能测试 ………………………………………………………………23

第六章 结论与展望 …………………………………………………………………………24

6.1 结论 ……………………………………………………………………………………24

6.2 展望 ……………………………………………………………………………………25

参考文献 ………………………………………………………………………………………26

致谢 ……………………………………………………………………………………………28

第一章 绪论

1.1引言

电磁兼容综合性较强，也非常依赖测试。很多电磁兼容问题不仅复杂而且难以预料，因此都要依赖实际的测试实验进行验证。当一台设备需要考虑电磁兼容问题时，电磁兼容的测试工作就要从设备开始设计时一直延续到交付使用为止。由此可见，电磁兼容测试是电磁兼容领域中十分重要的环节。

电磁兼容测试在产品研发及其生产周期中起到举足轻重的作用，随着电磁兼容的发展，电磁兼容产品的数量与日俱增，电磁兼容测试的需求也越来越大。现阶段国内电磁兼容发展水平有限，还无法自主装备完善的标准实验室，实验室中的建造材料和仪器设备大多数都是从国外进口，因此这些产品价格昂贵、普及率低，国内数量稀少，检测起来十分不便，而且检测几小时就要花费上万元，这样的测试通常只在产品交付验收时才能进行一次，这不仅无法实现对产品的全程检测以保证产品的质量，也再一次严重阻碍了我国电磁兼容技术的发展^[11]。这很有可能会使产品研发陷入“创建-测量-重新设计”的困境，也不符合电子产品“设计-研制-生产”的全周期电磁兼容验证和控制的理念^[11]，造成恶性循环。为了在产品研发过程中能够进行及时的、低成本的检测，实现我电国磁兼容事业的快速发展，研制在产品的研究、生产、交付等中间过程中配套的相应检测设备迫在眉睫^[11]。

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