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2017密苏里科技大学EMC实验室实习项目周记(10)

作者:时间:2017-09-19点击数:编辑:刘艳红

2017密苏里科技大学EMC实验室实习项目周记(10)

作者: 发布时间:2017-09-19 点击率:30 编辑:刘艳红

经过我和学姐Yin的探讨,我们认为仿真模型与实际相差较大可能是结果不准确的原因。模型中过多的使用面模型,而不是符合实际的体模型,使得结果产生偏差。但是在对仿真模型进行更改后,两种算法所得结果依然不符。我们在讨论无果后,选择向导师Dr. Chulsoon寻求帮助。

在周五上午,我们和Chulsoon进行了讨论,在向他详细说明了实验结果以及仿真模型的构造后,他认为我们模型中的端口设置有些问题,需要将端口长度延伸50到100mm,使所得电场属于“TEM”,且端口的mesh设置不够细,也是造成结果不准确的一部分原因。

之后,我按照Chulsoon的说法,对模型进行了更改,并重新运行。由于周六我们参加了Yansheng学长和Ying学姐的婚礼,没有去实验室,目前我还没有重新对我的仿真结果进行分析。

汪睿哲(电气学院14级提高班)

这一周,几经调整之后,我用Reciprocity Theorem算出来的耦合电压和直接全波仿真得出的结果符合的非常好。之前的问题主要出在端口的设置上,把不用的端口的total voltage设置在0V,在软件计算中,直接认为将该处短路,但我所要求的并不是短路,而是以50欧姆接地,故所得数据一直都有错误。在我将之前的错误结果给了Chulsoon看过之后,他在认真看过模型和各项的设置之后猜测是上述原因导致的问题,我在更改之后,立刻就符合的很好,如图所示。

图1 用互易定理和全波仿真分别得出结果

在验证了Reciprocity Theorem的有效性后,需要建立新的模型,模型中的trace既要有在介质层上的microstrip也要有在介质中的stripline,需要建立三个部分的microstrip对天线进行干扰,连接它们的是stripline,用ground via将其辐射屏蔽掉,保证只有microstrip对天线进行干扰,之后再用已经验证过的Reciprocity Theorem计算每一部分microstrip对天线的耦合电压,分析每一部分的贡献大小。

新的模型我已建立好,如下图所示。

图2 新的模型

夏圣烜(电信学院电信1401)

本周首先是做了一下关于之前Dr.Victor说的可能由于地板反射的原因,造成地面上方的一个emission source可能会有一个关于地面的mirror image source,我们做了实验去测量,发现在发射源的一边固定40cm左右的位置会有一个固定的凹陷下去的弱信号点,Victor认为这个就是因为反射的原因造成的,但是我一直认为这是由于其他的原因,因为如果真的是反射造成的,那么形成的S21对位置的曲线图应该有对称的波谷,然而实际上测得的只有一个。

图一 地面对loop antenna的反射影响曲线

图二 金属盘对loop antenna的反射影响曲线

图三 原始仿真数据multiple parametric plot曲线图

于是我们在cst里面进行了两种情况的仿真,一种是选择普通的地面,只选择摆放一个loop antenna,距离地面10cm,另一种就是加了一个一平方米大小的铁皮盘作为反射,来对比两种情况的,看理论上应该是怎么样的结果。

另外一方面,我们需要完全的去屏蔽掉从侧面辐射出来的信号,因为我们的水箱其实面积有限,并不是无限大的平面,而且水层本身距离地面有一定的高度,所以其实天线会从旁边的路径向上辐射能量,而在这种情况下,真实测量的时候即使是腿的挪动也会导致反射路径的变化造成测量结果的变化。为了解决这个问题,我们重新按照箱子的尺寸做了一个略大的上分开口的木箱子,然后在里面铺上一层铝箔,侧面钻孔穿入同轴线接天线,在箱子内部四角设置四个landings,这样水箱就能刚好卡在木箱子里,最后再把有空隙的地方添加一点铝箔填充满。

图四 做好的铺满铝箔的箱子

由于我独自一人跑去使用的table saw,没有在kenny的指导下进行木板的切割,还被Dr.Prommenke撞见了,因此被批评了,因为那个设备确实太危险了,而且出了事保险不赔的。以后再有这种任务还是需要专人指导看护的。

接下来要完成的measurement的工作主要是以下三个方面:

1. 测量两个loop三种不同orientation的关系的resolution limit并记录数据

2. 验证加了屏蔽罩和没有加屏蔽罩之间整个扫频段的S21幅值变化曲线并记录

3. 验证transmission lines在这种情况下的近场对于receiving antenna是invisible的

图五 新做的用于放在箱子内固定天线的全木质结构

吴涛

时间过得飞快,在密苏里实习已经有两个月了,国内的同学也已经开学了,由于新学期开始有很多琐事要处理,这一周工作进展也不多。我在实习中发现,做科研就是花很多时间读paper想出idea,然后用最短的时间去实现它。前一周我主要深入研究怎么检测对抗样本,读了很多相关的paper,也有一些新的idea,这一周我和Dr. Wunsch 进行了一次meeting,我们讨论了前期工作的进展,然后我们还探讨了怎么做科研,怎么提出新的idea,我感觉这次meeting收获非常大,最后我们确定了后期工作计划,首先我需要写一个检测对抗样本方法的review,在做review的时候需要写清楚各种方法的优缺点,然后尝试去改进,或者提出一种新的方法。同时,我还需要学习怎么使用集群计算和Linux系统,这会大大加快实验的速度,节省实现idea的时间。

图一 集群计算机Forge界面

李颖洁(光电学院)

本周是我来的第一周。在王宇黎同学的带领下我参观了我所要工作的实验室,找到了我对工作地点,安置我在这里所需要的生活工作的一切事务。

第二天,我们迅速投入工作中,继续优化之前王宇黎同学的能量收集器的模型,并利用电磁感应进行发电。我们去见了该学校的机械师Jeff先生。开始时我们计划改装别人设计好的发电机进行发电,后来由于装置的原因我们还是决定自己解决。

我们将线圈增加圈数进行了又一次绕组,增加磁铁的磁性,进一步测试后,我们看到性能有所好转。

然后王宇黎同学在周五回国,我接手他的项目,主要是将采集后的电压经过进一步的变换得到3.3V的直流电为水下通信提供电源。大概流程如下:能量收集器(harvester)——整流器——DC-DC放大器——电容充电器——DC-DC电压转换器,以得到稳定的直流的3.3V供电电压。

目前还在选择器件、电路和绘制电路图阶段。

刘顺 (光电信息科学与工程专业)工程科学1401班

接下来的一周我们将继续完善这个设计,将ESD event 的能量存储下来供电。 这个电路的主要问题是电容对电路芯片供电不能持久,电路中的芯片耗能太高,电容供电在1us 之内就无法工作了。这是一个很大的问题。

而电路deembeding 的设计主要是仿真时间太长,整个设计中我们将电路的过孔作为主要因素来考察。经仿真验证在开始的过孔确实是会对电路造成很大的影响,接下来的工作就是将电路做出新的改动,是得电路的变量更小,更准确。尽量将电路的不必要误差降到最低。

图一TDR

实验中我们要尽量使得电路的阻抗保持为50ohm,这样我们将会得到更好的传输性质。

图2 s 参数

由图中参数可以知道,电路的频率和线长是成反比的,接下来的电路我们将使电路等长来得到更好的传输性质。

常用系统与链接/LINK

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