静电放电电磁脉冲辐照效应研究

基于传输线理论研究了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)对电路的辐照效应机理,并建立了相关的数学模型.参照IEC61000-4-2标准,进行了ESD EMP辐照效应实验,同时实测了耦合板周围电场强度,实验结果表明,当受试设备电路板平行于水平耦合板(HCP)放置时,在电场强度类似的情况下,对水平耦合板(HCP)放电时的感应干扰电压普遍比对垂直耦合板(VCP)放电时高.将实验结果与模型分析比较,结果吻合良好,因此可以用此模型来研究静电放电产生的电磁脉冲场与电子系统的能量耦合问题.本文研究也表明现行的IEC61000-4-2标准存在不足,水平耦合金属板会改变静电放电电磁脉冲辐射场的入射方向,对测试结果影响较大,需要对被测设备(EUT)的摆放位置作进一步的规范.     

一种适用性广的线缆电磁脉冲效应计算方法

为获得能用于多种电磁脉冲作用下长线缆电磁脉冲效应计算的方法,基于Agrawal和Vance模型,该文推导了适用性较广的场线耦合效应计算方法。利用编写的Matlab程序,计算了长度参数改变条件下的线缆HEMP(核电磁脉冲)效应。计算显示,短线缆效应计算结果与FDTD法结果是一致的,这证明了推导算式的正确性;推导的算式能有效用于长线缆效应计算。由计算过程可知,所获方法也能用于小线径及不同种类电磁脉冲作用下的线缆电磁脉冲效应计算。     

北斗接收机强电磁脉冲前门耦合仿真研究

针对北斗接收机易受高功率微波干扰问题,采用圆极化贴片天线为辐照对象,基于CST(computer simulation technology)微波工作室和ADS(advanced design system)2种软件的联合仿真方法,将天线辐照产生的感应电动势注入接收机射频前端电路,并设置节点监测电路参数。仿真实验分析了窄带和超宽带高功率微波对导航接收机辐照的前门耦合过程,结果表明,超宽带电磁脉冲可以引起北斗接收机二级低噪声放大器晶体管烧毁,窄带电磁脉冲会造成前端限幅二极管击穿,造成导航系统无法工作。研究确定了接收机电路的易损部件,为北斗导航接收机的电磁防护设计提供了依据,研究方法也可为其他电磁脉冲前门耦合效应仿真实验提供参考。     

电磁脉冲与电路之间能量耦合辨识建模方法

针对现有机理建模算法普遍存在计算电磁脉冲过于复杂的问题,探索基于实验统计的电磁脉冲效应仿真新方法,利用系统辨识,对以集成稳压电源电路为实验对象的电磁脉冲能量耦合建模进行了研究.由标准信号发生器产生的阶跃信号和方波信号作为激励,基于最小二乘法的OE(output error)模型对能量耦合传递函数进行建模,并用不同幅度的激励及其响应实测数据验证辨识所得模型的预测能力.结果表明,所得模型能较好地预测出响应波形,阶跃信号波形拟合度分别为90.1%,78.7%,76.0%,方波信号拟合度为61.4%.证实了利用系统辨识对电磁脉冲响应建模的正确性.     

电磁脉冲传导干扰对开关触发系统的影响

为了研究电磁脉冲(EMP)传导干扰对开关触发系统可靠性的影响,以氢闸流管栅极触发电路为研究对象,建立了共地耦合干扰模型,进行了栅极共地耦合电磁干扰研究和重复频率EMP环境下的实验。结果表明,重复频率电磁脉冲传导干扰对触发系统产生影响,重复频率EMP数量增多与间隔减小均使误触发的可能性增大,对比理论分析与实验结果,认为该现象是由重复频率电磁脉冲传导干扰的累积效应和高频分量增强导致交互作用耦合增强引起的。     

能量选择表面材料防护性能研究

介绍了一种新型电磁屏蔽材料:能量选择表面,分析了其屏蔽原理和结构组成,从理论方面研究了能量选择表面在不同辐照场强下呈现的阻抗及入射场强与透射场强的关系,并对材料在连续波和电磁脉冲作用下的防护性能进行了试验研究. 研究表明,在连续波作用下,材料的防护性能随着辐照场强的增大而增强,并且延迟时间随着辐照场强的增大而减小;在电磁脉冲作用下,屏蔽材料对于脉宽较窄的电磁脉冲不具有防护能力,原因是构成材料的二极管导通存在延迟时间,电磁脉冲的脉宽小于二极管导通延迟时间,并提出了相关解决方案.      

超宽谱电磁脉冲脉宽变化对无线电引信的影响

为了得出超宽谱电磁脉冲脉宽对无线电引信的影响与作用机理,选择某型集成电路米波无线电近炸引信,给出了研究所需的试验设备和试验方法,通过变换超宽谱脉宽对无线电引信进行辐照,得出了脉宽变化对无线电引信的影响,并确定了被试无线电引信在不同脉宽下的发火阈值.最终得出超宽谱电磁脉冲与无线电引信的作用主要是通过"后门"的方式耦合进入的.超宽谱电磁脉冲脉宽的变化对引信有很大的影响,超宽谱脉宽越窄,对引信的影响越大.     

雷电电磁脉冲的辐射耦合效应及其防护

本文介绍了雷电电磁脉冲辐射耦合效应的危害,并给出了对雷电电磁脉冲辐射耦合效应危害的防护措施。     

射频前端强电磁脉冲防护研究进展

未来战争条件下,人为产生的强电磁环境的攻击对通信系统构成了重大威胁,其射频前端电路在强电磁脉冲环境条件下,极易出现性能降级和损毁,导致通信系统工作异常甚至完全失效.因此,研究强电磁环境效应以及强电磁脉冲防护理论与方法,对于提高通信装备在强电磁环境下的生存能力具有重要的意义.文中阐述和分析了射频前端强电磁脉冲防护的的研究内容,并围绕电磁脉冲效应研究、电磁脉冲防护技术研究、电磁脉冲防护标准与效能评估这3个基本内容,从理论分析、建模仿真和实验评价等角度对现阶段国内外开展的电磁脉冲防护研究工作进行了概述和分析,并对射频前端强电磁防护的研究方向和研究重点进行了展望.      

DSP通信系统的静电放电电磁脉冲敏感性研究

选用可编程数字信号处理器(DSP)和单片微控制器(SCM)等组成CAN总线通信系统,采用人体-金属静电模型,利用静电放电模拟器对水平耦合板、垂直耦合板放电,对该DSP通信系统进行了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)辐照效应实验研究,得出了该DSP通信系统出现"死机"故障的ESD敏感电压值.实验表明,靠近DSP芯片一侧比靠近SCM一侧更易受到静电放电电磁脉冲的干扰.     

基于并行FDTD方法的示波器机箱电磁脉冲耦合模拟

电磁脉冲可以通过示波器上的孔缝和裸露的电缆线耦合进机箱内部,使检测到的信号波形发生畸变,甚至可能毁坏内部器件。本文基于并行自适应结构网格应用支撑软件框架,采用大规模并行时域有限差分方法（FDTD）模拟不同极化方向高斯脉冲正入射示波器机箱的耦合。计算结果表明,在线极化的电磁脉冲照射下,示波器内部主极化和其他方向都存在电场分量,不同极化波耦合进入的能量衰减速度不同。     

基于递归神经网络的TVS电磁脉冲响应建模

针对传输线脉冲(TLP)测试方法实施过程工作量较大、测试结果与实际情况相符程度较差的问题,提出一种基于递归神经网络建模的电磁脉冲响应预测方法。该方法基于TLP测试系统,增加机器模型静电放电和人体金属模型静电放电两类注入电磁脉冲,分别建立Elman,Jordan神经网络以及它们的组合Elman-Jordan神经网络对NUP2105L型瞬态抑制二极管(TVS)进行建模,预测不同脉冲条件下TVS的响应。仿真结果表明,递归神经网络建模效果好、运算效率高。     

雷达系统对强电磁脉冲的防护研究

核爆炸和电磁脉冲武器产生的强电磁脉冲能够通过对雷达天线、电缆的耦合以及孔缝、窗口的穿透,干扰雷达系统的正常工作,对雷达系统造成破坏。该文主要对雷达系统在受到强电磁脉冲冲击时所产生的效应和需要采取的防护措施进行了初步的探讨。     

大电流注入探头对电磁辐射敏感性研究的影响

随着战场电磁环境日趋恶劣,考核武器装备在强电磁场环境条件下适应性的技术需求变得越来越高.采用大电流注入等效替代连续波强场电磁辐射研究中,电流注入探头带来的影响是不可回避的.对非线性互联系统实现注入等效替代辐射实验方法进行了分析,介绍了关键器件大电流注入探头以及其等效电路模型.通过理论分析和实验验证发现辐射实验时不放置大电流注入探头对等效产生的误差不可忽略,需保证辐射和注入两种条件下等效电路相同.进一步对所用探头性能进行了测试,在150 MHz频点时,随着注入功率增大至60 W时,探头注入与输出线性误差高于12%,因此在高功率注入等效替代强场电磁辐射实验时,注入探头自身性能会对等效产生影响.      

智能控制系统中DDC控制器对电磁脉冲的敏感度试验

组建了典型DDC控制系统的试验模型,分别在2种电磁脉冲模拟器中对其进行了干扰试验,测量了不同试验状态下DDC控制系统受干扰的场强阈值。对系统不同环节的脉冲干扰试验表明,DDC通讯线路是引入干扰的主要途径,受控设备电源线引入的干扰也会通过其附近DDC通讯线路对系统形成较强的耦合并导致系统误动作,在此基础上讨论了DDC控制系统的防护措施。     

有界波模拟器结构尺寸对EMP传输的影响

利用电磁仿真计算软件FEKO,对有界波模拟器传输电磁脉冲信号的影响进行了分析,给出了有界波模拟器结构尺寸与所能模拟器的电磁脉冲上升沿下限的估算关系,所得到的结论对设计快上升沿大型电磁脉冲场模拟设备具有一定的参考意义.     

基于PSPICE建模仿真方法研究传输线网络时域响应

为研究注入式电磁脉冲对端接负载的传输线网络的耦合规律,以典型的环形网络和树形网络为研究对象,基于PSPICE建模仿真方法,研究方波脉冲在传输线网络中的时域响应. 对端接电阻负载的同轴线网络瞬态响应的实验结果、BLT方程求解结果、PSPICE仿真结果进行了对比分析,表明了PSPICE方法与BLT方程求解结果及实验结果具有很好的一致性. 针对BLT方程方法在求解电容、电感负载及非线性负载上存在计算复杂、较难求解的问题,利用PSPICE建模仿真方法对端接电容负载的环形同轴线网络、端接瞬态抑制二极管的树形同轴线网络和多芯线缆网络的方波脉冲瞬态响应进行了仿真,与实验结果具有较好的一致性. 这些结果验证了PSPICE建模仿真方法在解决电磁脉冲对端接线性、频变及非线性负载的传输线网络时域响应的有效性.