横电磁波传输室(TEM室)是电磁兼容性测试领域的重要装置,特别是作为电磁场传感器校准和计量的溯源装置,为电磁场的准确测量标定提供了依据。但高次模限制了测试上限频率和空间。论文提出了基于缝隙天线原理的频率扩展方法和基于虚拟电壁原理的空间扩展方法,形成新型TEM室。主要工作和创新如下:1.对TEM室高次模和场分布特性进行了深入研究,分析修正了TEM室的部分限用条件。提出了一种严格评定小室测试区域电磁场分布均匀性的方法和指标组,建立了不同测量精度要求与被试品尺寸限制之间的关系,发现小室谐振频率计算方法中的参数误差导致谐振模式的顺序出现错误;分析归纳出了扩展小室使用频段和测试空间的一般条件。2.借鉴缝隙天线理论研究了表面开缝对横电磁波传输室高次模电流的抑制作用,得到了表面开缝的优化设计方法。小室内理想的传输模式是横电磁波,但高频时其内部会产生高次模并扰乱电磁场结构,故它的上限频率是第一阶高次模频率。本文研究标准小室的电磁波模式,分析了第一阶高次模频率及该模式的电磁特征。针对以往小室开缝缺乏定量设计方法且开缝多、泄漏大的不足,借鉴波导缝隙天线及天线阵理论研究了单缝和缝隙阵对高次模能量的抑制作用,提出了小室表面最优开缝的方法。实测表明,本文提出的表面开缝方法可使上限频率提高40%。3.使用虚拟电壁原理设计了可倍增测试空间的对称型横电磁波传输室。小室测试空间越大,越容易激发出高次模。因此,给定了小室的上限频率也就限定了它的最大测试空间。本文分析了一元小室的电磁场结构,根据镜像原理,研究了差分激励下通过构建虚拟电壁来倍增小室测试空间的方法。仿真设计并加工了四元扩展横电磁波传输室,测试表明新设计达到倍增测试空间效果。4.提出了基于混合模S参数的扩展横电磁波传输室性能评估方法。在对称扩展横电磁波传输室的端口特性分析基础上,提出了一种基于混合模S参数的评估方法,突破了标准S参数无法评估对称小室的局限。采用这种评估方法对本文研究形成的对称扩展二元室、对称扩展表面开缝二元室、对称扩展四元室进行实测,证明了新评估方法可行、新型室设计有效。