● 鏡像區(qū)的反射足以影響DUT測試區(qū)的品質(zhì)，而鏡像區(qū)的特性尺寸有幾個波長，其表面覆蓋的吸波材料在VHF和UHF頻段時它的尺寸甚至超過暗室側(cè)墻、頂棚和地面的特性尺寸。
● 有效鏡區(qū)面積較大，在使用射線跟蹤法時難以確定鏡像的準(zhǔn)確入射角。
● 在低頻時難以精確地預(yù)判或預(yù)測墻面吸波材料在偏離垂直投射時的反射系數(shù)。
● 難以精確測量吸波材料的反射系數(shù)的相位。因而僅能計算DUT測試區(qū)場的有效值（RMS）及和的平方根值（RSS），如此只能提供近似值。
● 在VHF和UHF頻段，許多情況都是基于吸波材料在2GHz以上斜入射時反射系數(shù)的遞減曲線來近似的，這種外推法對許多暗室就相當(dāng)不精確。
最有效的常用的對射線跟蹤法的改進(jìn)是口徑積分法，即從側(cè)墻反射進(jìn)入測試區(qū)的反射場是用整個口徑的基爾霍夫（Kirchhoff）積分計算（包括側(cè)墻、頂棚或地面），測試區(qū)內(nèi)場是反射場與源天線輻射場的疊加。雖然這種方法比較好的適用于暗室的分析，但所得到的精度仍受到限制，這是由于所用的吸波材料垂直和斜投射時反射系數(shù)的信息(兩個交叉極化的幅度和相位)的限制。如前所述，對UHF和VHF頻段就更成問題了。此外，無論口徑積分法還是射線跟蹤法對此頻段的暗室內(nèi)多重反射都是無法計算，但這又是很重要的。
一 不精確的暗室分析的后果
由于缺乏對暗室性能的精度預(yù)估可能導(dǎo)致暗室的設(shè)計不是最佳。然而是不是最佳性能也不總是能判斷出來的，例如在測試區(qū)內(nèi)場探測也可能表示不出場變化和起伏的全貌，那是由于在低頻時室內(nèi)表面反射和直射造成的干涉圖的波動周期較長的緣故。為了保證適當(dāng)?shù)陌凳倚阅埽凳覉鰪娞綔y應(yīng)在盡可能的整個頻帶內(nèi)進(jìn)行，在測試區(qū)內(nèi)整個頻帶上的場強鋸齒形起伏變化應(yīng)加以標(biāo)注，多次匹配調(diào)整收發(fā)極化時在整個頻帶內(nèi)記錄下來的信號起伏小就說明了暗室的性能比較好。
二 三維電磁仿真
前述的分析技術(shù)對低頻來說是有限制性，顯然需要嚴(yán)格地進(jìn)行綜合分析，比較合適的分析就是下述的三維電磁仿真法。
不久前尚無用于解決此類問題的暗室三維定量分析的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，但近來隨著PC計算機技術(shù)的進(jìn)步，有了用時域法技術(shù)的三維電磁分析的計算仿真軟件包，使此種分析變成可能。
ORBIT/FR公司用商用變換解算軟件包完美的完成了低頻暗室的性能仿真。采用三維時域技術(shù)計算仿真的低頻暗室性能典型的仿真結(jié)果如下所述。
主要的分析是對室內(nèi)感興趣地點的場均勻性進(jìn)行分析，譬如DUT測試區(qū)及隨后決定的暗室內(nèi)的幅度錐削及紋波、相位變化和導(dǎo)致的交叉極化電平。這些量都是與如下參數(shù)有關(guān)：
● 吸波材料的布局與品質(zhì)。
● 源天線／DUT的間距。
● 工作頻率。
● 源天線波束寬度。
● DUT轉(zhuǎn)臺情況。
● DUT支撐結(jié)構(gòu)形狀和材料情況。
通過這些分析就能提供出關(guān)于源天線與DUT的距離和位置、吸波材料的布局情況的信息，以致于能夠做到達(dá)到所需性能的暗室最小尺寸。
三 暗室的模型法
對于暗室模擬最有效的方法就是建立各種不同類型吸波材料的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，如角錐材料、楔型材料、復(fù)合材料（如角錐背面復(fù)合鐵氧體瓦）、吸波地板材料等。每種類型材料都有不同尺寸，如角錐材料有從5厘米高到2.4米的高度，對UHF和VHF頻段有更高的高度，典型的有0.9～2.4米。把材料的負(fù)載特性輸入并儲存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，這是基于整個頻段材料特性ε′（f）、ε″（f）、μ′（f）、μ″（f）的測量而來的。材料的精確特性是用于模擬的最重要的參數(shù)之一。
圖1 a 暗室設(shè)計的等距線觀察圖
b 吸波材料在地板上的布局
圖1中給出一個典型暗室設(shè)計案例，吸波材料的布局包括不同類型不同級別的材料，暗室尺寸：H=6m、W=6m、L=10m，工作頻率低至150MHz。地面包括安置在對角線上“鏡像區(qū)”的龜背突起，在地面遠(yuǎn)端可用低檔次角錐和楔狀材料。轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)是用玻璃鋼纖維塔支撐DUT，走道材料也表示在布局中，當(dāng)然對它們都要進(jìn)行模擬。
四 吸波材料的布局和等級品質(zhì)的最佳選擇
此處討論了吸波材料的布局和等級品質(zhì)對測試區(qū)性能的效應(yīng)，假設(shè)暗室布局與前述類似，測試區(qū)性能和比較是在兩種情況下進(jìn)行的。即接收端墻（暗室主墻）和“龜背突起”部分分別布設(shè)0.9米或1.2米高角錐吸波材料，測試區(qū)的場強以等值線形式在測試區(qū)中心切面表示的，仔細(xì)觀察明顯看出場強b狀況比a狀況更均勻，也就是說用1.2米高角錐更優(yōu)越。也可以看出側(cè)墻的反射（相應(yīng)H面入射）比地面或頂棚反射（相應(yīng)E面入射）要大，故產(chǎn)生在測試區(qū)的場分布形成橢圓型。
圖2 以測試區(qū)中心點歸算的測試區(qū)的場軌跡.
a 用0.9米角錐吸波材料
b 用1.2米角錐吸波材料
五 源天線與DUT距離對測試區(qū)性能的效應(yīng)
對VHF和UHF頻段來說，源天線和DUT之間的間距是一個重要的參數(shù)，它能強烈影響測試區(qū)的性能。眾所周知，對微波頻率（＞2GHz）大入射角，譬如65度，吸波材料的吸波性能也相當(dāng)好。但對VHF和UHF頻段在較大的入射角時吸波性能大大惡化。圖3所示是收發(fā)天線不同間距時的暗室測試區(qū)場強等值線。
a 間距3米
b 間距6米
圖3 以源天線與DUT間距為參數(shù)測試區(qū)場軌跡圖
3米間距對側(cè)墻、地板和天花板的入射角近似27度。
6米間距對側(cè)墻、地板和天花板的入射角近似45度。
可以明顯看出間距會導(dǎo)致不期望不要求的測試區(qū)橫截面的場擾動，在測試區(qū)中心很小的地方電波場結(jié)構(gòu)表現(xiàn)不穩(wěn)定，這可導(dǎo)致頻率速變，結(jié)果就是在測試區(qū)難以控制場的均勻性。
六 源天線波束寬度對測試區(qū)性能的效應(yīng)
在設(shè)計暗室時另一個重要參數(shù)就是源天線的波束寬度。如前所述，暗室內(nèi)H面的反射本征上就比E面大，能夠減少源天線波束寬度來改進(jìn)本來就不太大的反射。然而如果太大減少波束寬度會導(dǎo)致幅度錐削變大和減小測試區(qū)尺寸，對VHF和UHF頻段來說減少波束寬度也不太容易，因為這需要增加源天線的尺寸，這對暗室是不實際的。源天線的最佳選擇比暗室結(jié)構(gòu)更重要，因而說電磁仿真是一很重要的工具。
圖4 對數(shù)周期振子源天線H面方向圖
a 單對數(shù)周期陣子天線 3dB BW=106°
b 雙對數(shù)周期振子天線 3dB BW=73°
圖4中表明了仿真實例，單對數(shù)周期振子天線和間距為半波長、雙對數(shù)周期振子天線源天線所形成的測試區(qū)場等值線圖和它們的差別。觀察圖5的等值線圖可以看出雙對數(shù)周期天線陣產(chǎn)生比較均勻的場，顯示出場接近圓對稱的軌跡線。
a 單隊數(shù)周期振子天線，3dB BW=106°
b 雙對數(shù)周期振子天線，3dB BW=73°
圖5 用不同源天線獲得的測試區(qū)的場軌跡圖
七 轉(zhuǎn)臺等設(shè)備對測試區(qū)性能的效應(yīng)
圖6 計入轉(zhuǎn)臺、走道和玻璃鋼纖維塔后的測試區(qū)場強圖
在任何暗室內(nèi)轉(zhuǎn)臺和走道吸波材料對操作人員接近DUT都是必須的，結(jié)果就是由于它們相當(dāng)近接近測試區(qū)，就會引起不需要的和不可控制的測試區(qū)場擾動，尤其是在低頻段它們在測試區(qū)內(nèi)的效應(yīng)通常難以或無法估算。電磁三維計算仿真就是能夠事先計入和估算它們對測試區(qū)影響的工具。圖6就表示出轉(zhuǎn)臺和支撐DUT的玻璃鋼纖維塔是如何影響測試區(qū)性能的。明顯的是場可能喪失最重要的對稱性和造成場的峰值（或測試區(qū)的中心）向上移動甚至于到DUT位置之上。當(dāng)然在轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)上裝上吸波材料可以減小這些效應(yīng)。
八 結(jié)論
對于低頻段VHF和UHF的三維電磁分析系統(tǒng)是用時域軟件完成的，引入以前所用過分析方法的足夠多的優(yōu)點就是能獲得相當(dāng)準(zhǔn)確的測試區(qū)的特性。就能做出比較好的性價比和設(shè)計高性能的暗室。可以被評價的性能因素有：
● 在布置上各種特性各種級別的吸波材料后對測試區(qū)性能能夠全波段進(jìn)行分析。
● 限定最佳的源天線與DUT的間距，它們是頻率的函數(shù)。
● 源天線的最佳選擇。
● 分析DUT設(shè)備系統(tǒng)所產(chǎn)生的效應(yīng)以及吸波地板對測試區(qū)的影響。
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