GTEM小室的设计概述

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【摘 要】gtem小室近些年来在电磁兼容领域得到了广泛的应用，其工作频率范围宽，内部可用场区大，对EUT大小的限制与频率无关，既可以用于电磁辐射敏感度的测量，也可进行电磁辐射干扰的测试，质高价廉，易于使用。该装置为电磁兼容的测试与评估提供了强有力的手段。本文概述了GTEM小室的设计原理和整体结构设计的实施方法。

【关键词】吉赫横电磁波传输室 电磁场的分布 特性阻抗 设计

GTEM小室采用同轴及非对称矩形传输线设计原理，为避免内部电磁波的反射及产生高阶模式和谐振，总体设计为尖劈形。输入端口采用N型同轴接头，而后渐变至非对称矩形传输以减少结构突变所引起的电波反射。为使GTEM内部达到良好的阻抗匹配与较大的可用体积，选取并调测了合适的角度、芯板宽度和非对称性。

1 设计原理

GTEM室由底板、芯板、顶板、侧板、电阻面阵、吸波材料、后盖板等部分组成的封闭式结构，如图1所示。其渐变形结构避免了TEM传输室中由于截面突变而造成来回反射的谐振现象。终端匹配负载由电阻面阵和吸波材料共同组成，大大提高了频率使用范围。

GTEM室是单端口网络，是由喇叭状的矩形同轴传输线端接匹配负载构成的微波系统。GTEM室的匹配负载包括两类：分配型阻抗匹配负载和吸波负载。分配型阻抗匹配负载联接GTEM室的内导电板与终端导电板，其阻值等于GTEM室的特性阻抗，故在低频段能得到很好的匹配。而在高频段，则由粘附在终端导电板上的吸波负载吸收电磁波，避免反射。为达到GTEM室的阻抗匹配，特性阻抗无疑是GTEM室最重要的设计参数之一。其分析计算方法的研究和GTEM室制造上的特性阻抗设计，是GTEM室理论研究的重要部分。尽管GTEM室结构比较复杂，但仍需对其特性阻抗进行分析和计算。

根据传输线理论，高频无损耗线特性阻抗的表达式为：

可认为是光速，是已知值。所以，只要求出单位长电容C，就可得到特性阻抗。而求电容要根据TEM波电场所满足的微分方程即同一装置处在静态场中其电场所满足的微分方程出发，并利用各种数学方法进行计算。

在GTEM室内部场强的传统计算中，其内部场强由芯板上的射频电压U与芯板对GTEM室的底板高度h之比，即：

2 仿真验证结果

建立GTEM室的几何模型，要使用三维建模。建立的几何模型如图3所示。

加载激励源后的模型图如图4所示。

在建立几何模型的过程中，我们充分考虑了GTEM室的两端的特殊情况，对这两部分的结构采取了特殊的处理方法。使小室的模型完全符合其实际工作的状态。

GTEM室模型在激励频率为100MHz和500MHz时的主测试区域位置截面的电场分布如下面多图所示：

通过设置场强探头依次计算每个测试点的场强，在每个频率上均测出16个点的数值，分析全部16个点的测量值，剔除其中偏差较大的4个点的数据，经计算显示场强在±3dB容差之内，即设计方案满足标准场地均匀性的要求。

3 整体结构设计

GTEM小室的结构总体上可分为接头部分、主体部分和负载部分，整体构成一个四棱锥，如图7所示。

GTEM小室的内部，除了呈扇形展开的斧形块和芯板之外，还有一个重要组成部分，就是匹配负载。它包括两个部分，即低频段的电阻型匹配负载和高频段的微波吸收材料。低频段的电阻性匹配负载为0-100MHz的行波传播提供了精确的50Ω匹配。考虑到功率容量、热稳定性以及对电脉冲的耐受性等因素，可采用电阻串并联焊接而成的电阻面阵来作为匹配负载使用。电阻面阵由并联的三块电阻板组成，这样做的目的是使电阻面阵的边缘能接近于圆弧状。由于GTEM小室的输入端有时会馈入强电场，所以为防止电阻击穿，在设计时要保证每块电阻板上串联的电阻足够多，这样在降低每只电阻功率要求的同时，也节约了制造成本，另一方面，为避免产生高压打火现象，在制作电阻板时应注意去除毛刺。高频段的吸波材料被用于吸收高于100MHz的入射横电磁行波。所有的吸波材料都堆砌在GTEM小室的后部封闭端，吸波材料处于同一个波面，使GTEM小室能获得较好的匹配性能。

为防止在铝板拼接后的接缝处产生电磁泄漏，应在接缝处用铝制包条进行覆盖。包条应足够宽，上面的螺钉孔要设计的尽量靠近，而且螺钉孔的位置应该尽量避免横向接缝，以避免截断箱壁上的纵向表面电流。

GTEM侧板的适当位置需安装屏蔽门以便进出。为了使外部的干扰信号不至于扰乱内部分布均匀的电磁场，同时防止内部电磁场泄漏，要保证屏蔽门的屏蔽效能满足设计要求。

4 结语

GTEM小室最基本的两个电气特性是阻抗和内部场分布，所以准确计算特性阻抗，与负载做到良好匹配，使传输室测试区的场分布满足场均匀性要求，是GTEM小室设计的关键。

参考文献：

[1]余绍斌，方志坚.用于电磁兼容测量的GTEM小室[J].电子质量，2007， 10：76-78.

[2]周晓萍，邹澎，刘朝阳. GTEM室内场的分布[J].西安电子科技大学学报：自然科学版， 2005， 32（ 1） ： 161-164.

[3]汪开龙，李正军，陈淑凤. GTEM小室在电磁兼容测试中的应用[J] .空间电子技术， 1996， 3： 64-67.

[4]曲长云，蒋全兴，吕仁清.电磁发射和敏感度测量[M].南京： 东南大学出版社， 1998.