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。     

4.6 GHz高功率微波岩石钻探技术

利用高功率微波加热熔化岩石介质实现地下破岩是全新的钻探技术,其具有快速钻探的潜在优势。为进行4.6 GHz高功率微波加热穿透岩石技术研究,分析了微波加热岩石的基本原理和影响介质温升速率的因素,采用多物理场耦合法模拟10 kW功率下的电场分布和介质的温度变化规律,最后在4.6 GHz/250 kW实验平台上开展了相关钻岩实验。结果表明:高功率微波能量对硬岩石有很好的烧蚀效果;烧蚀的孔径大小与入射功率及辐射时间成正比。实验现象与仿真结果相吻合,为后续的微波钻探技术应用于实际钻井工程提供理论和实验指导。     

射频电路抗高功率微波关键技术研究

随着社会经济的快速发展和科学技术水平的不断提升,射频电路抗高功率微波成为现代高科技领域中的重要技术手段。本文主要对高功率微波前门注入损伤、接收机前门通道抗毁伤等方面的问题进行分析,并在此基础上就无源电路高功率应用,谈一下自己的观点和认识,以供参考。     

高功率微波激励下p-n结器件响应

通过采用时域有限差分方法 (FDTD)和混合算法处理半导体器件所满足的刚性、耦合、非线性偏微分方程组 ,建立PN结半导体器件在高功率微波 (HightPowerMicrowave)激励下瞬态响应的一维模型 ,并在此基础上进行二极管功率耗散情况的分析和对微波信号响应截止频率的计算 ,从而对PN结半导体在高功率微波激励下的损伤机理进行研究 .计算表明 ,二极管功率耗散主要集中在源电压正半周峰值附近 ,器件的热击穿应发生在信号的正半周期内 ,10GHz应可视为该二极管对微波信号响应的截止频率     

高功率微波与微波武器

介绍了高功率微波及微波武器-高功率微波弹的概念、基本原理及作用效能等,简述了研究微波武器对电子系统破坏机理的计算机模拟方法。     

半导体器件高功率微波毁伤阈值实验

本文研究用实验方法测定半导体器件在高功率微波(HPM)照射下的毁伤阈值。介绍了实验系统的结构、原理,分析了如何用数值方法确定半导体器件所吸收的微波功率,对实验数据进行了分析。     

微波照射后花岗岩损伤机理试验

在不同微波照射参数下,对干燥花岗岩试件进行了微波照射。通过热成像仪、超声波检测和巴西圆盘劈裂试验,以纵波波速、抗拉强度、相对动弹性模量及损伤变量作为定量指标,衡量微波照射对岩石损伤效应的影响。研究结果表明:微波照射功率的增加,对花岗岩纵波波速、抗拉强度下降幅度的影响明显,远高于微波照射时间变化对其的影响。高功率下,花岗岩升温幅度快,温度变化梯度较大,更易产生破坏。升温速率随微波照射时间的增长由快转慢,但功率的增加使升温速率由慢转快。达到相同温度时,高功率照射时间仅为低功率照射时间的一半,甚至更少。当功率为6 kW时,各时间的损伤值开始大幅提升,最高可达到72%。以损伤变量变化率最大的时间点作为花岗岩优化时间的参考点,得出本次试验照射时间为2～4 min。     

高功率矩形微波反应器加载圆柱形负载的仿真优化

利用高频电磁仿真软件HFSS 13对加载圆柱形负载的高功率矩形微波反应器进行建模仿真,计算馈口夹角及距离、负载材料、尺寸及位置对微波反应器加热效率的影响,获得各设计参数与反射功率之间的关系,分析得出优化高功率矩形微波反应器加热效率的普适结论.基于优化结论,选取各优化参数重新进行建模仿真.仿真结果显示,加热负载为粉煤灰和玻璃时微波吸收效率最高分别可达98.5%和95.3%.     

高功率脉冲微波辐照大鼠体内场强的数值模拟

文章在建立大鼠电磁模型的基础上,用时域有限差分法(FDTD)分别计算了2.71 GHz和9.33 GHz高功率脉冲微波(HPPM)辐照大鼠时,大鼠体内,尤其是心脏、肝脏、大脑等器官的电场强度分布.结果显示,2.71 GHz的HPPM腹部和侧部方向辐照时,大鼠各器官的场强从大到小依次为心脏、大脑、肝脏;9.33 GHz HPPM辐照时,场强从大到小依次为大脑、肝脏、心脏.并且相同功率密度的2.71 GHz的HPPM入射到大鼠体内的平均场强约为9.33 GHz HPPM的4倍.结果表明,脉冲微波入射到大鼠体内各器官的场强分布存在一定差异,并与微波的频率以及微波入射方向密切相关.因此,研究HPPM生物效应时,需深入分析生物体内部的场强分布,才能科学合理地表示产生生物效应的电磁辐射剂量,得到较正确的高功率脉冲微波生物效应的量效关系.     

微波照射后玄武岩损伤机理试验研究

为探究微波循环照射下玄武岩损伤机理,在不同微波照射参数下,对玄武岩试件进行微波循环照射和连续照射,通过超声波检测、巴西圆盘劈裂试验,以纵波波速、抗拉强度、损伤变量作为定量指标,衡量微波辐射对岩石损伤效应影响程度。结果表明:采用低功率微波照射时,因单次微波输入能过低不足以达到裂纹起裂能,使得循环照射的功效无法显现,此时不宜使用循环照射微波加载模式;采用高功率微波照射时,微波循环照射对岩石的损伤效应随着循环次数的增多而增强,且较之于连续照射,可实现用较少的能耗达到更好的损伤弱化效果;水是引起岩石损伤的重要因素,在循环照射间歇采用冲水冷却方式可增强岩石受损程度;可见高功率微波循环照射方式可提高破岩效果。     

宽带电子战微波接收机的幅度平坦性对灵敏度的影响

宽带微波接收机是电子战系统的重要组成部分，灵敏度是宽带微波接收机的重要指标．幅频特性在电子设备中普遍存在的，理想的端口阻抗匹配在实际电路中是不存在的，这必然会引起电路的幅度起伏．根据电子战宽带微波接收机的一般构成，分析了其幅度平坦性，以及幅度平坦性对灵敏度指标影响．     

超宽带高功率脉冲辐射源气体开关的研究

超宽带高功率脉冲辐射源是高功率微波武器的一种,利用高能微波可以对无线电、雷达系统、通讯系统、计算机系统甚至电力系统等设施进行破坏。本文介绍了辐射源的研究现状、结构和气体开关的工作原理,并对辐射源脉冲进行测量。通过理论和实验数据的分析表明:采用氮气并且工作在高电场和10atm大气压强的条件下,可以获得500ps的脉冲前沿。     

高功率微波对导弹耦合特性研究进展

HPM照射到导弹上并产生毁伤效应的过程包括微波源辐射、微波与目标耦合和电子元器件毁伤三个过程。其中,高功率微波对导弹武器的耦合效应是高功率微波领域的研究重点,是反导毁伤效应的研究基础。总结了耦合效应的研究内容,耦合的四种途径,对国内外研究过程、进展现状进行了梳理、对理论算法进行了综合分析,对未来的研究方向作了描述。     

线缆孔洞对车辆电子设备屏蔽效能分析

强电磁脉冲通过线缆孔洞耦合进入电子设备屏蔽腔, 对作用范围内的电子产品会造成巨大的破坏效应。针对这一问题, 采用传输线法分析各种线缆孔洞对电子设备腔体屏蔽效能的影响, 并首次将其应用于某类型车辆中, 为车辆内部电子系统的防护提供了理论参考。实验结果表明, 在车辆不规则的腔体电磁脉冲情况未知的条件下, 采用矩形屏蔽腔体圆形线缆孔洞可提高车辆电子设备的屏蔽效能。     

随机森林分类用于雷达信号预分选新算法研究

 现代战争中,雷达电子战环境越来越复杂,随着雷达种类的多样化和雷达脉间调制方式的复杂化,对信号分选的识别难度也愈加增大。本研究采用随机森林算法对脉冲描述字特征进行预分选,可自适应的对特征进行选择,并实现分类。随机森林由于可以自动进行特征选择,可对不平衡的数据进行误差平衡等优点,通过多决策树表决方式,可以迅速完成对大量数据快速训练。在脉冲丢失导致的部分特征损失的情况下,仍可以维持识别准确率。通过实验证明了本方法对雷达脉冲描述字特征进行预分选的有效性。     

E面扇形喇叭天线对电磁脉冲响应特性的分析

运用时域有限差分法（FDTD）,计算和分析了E面扇形喇叭天线对超宽带（UWB）电磁脉冲、高空核爆电磁脉冲（HEMP）和高功率微波（HPM）的响应特性,并且通过瞬态近远场变换计算了天线对入射脉冲产生的远区场响应,并利用傅里叶变换得到了响应频谱.经分析得出入射脉冲不但会对天线的连接设备造成损伤,而且由于E面扇形喇叭天线所具有的高增益特性,使得进入天线口径后产生反射的电磁脉冲幅值被增大,在远区场形成较大场强,从而将会对接收设备造成物理损伤.     

HPMB倾斜攻击计算机设备的毁伤能力分析

为了研究高功率微波弹(HPMB)攻击倾角对目标毁伤能力的影响,给出了HPMB毁伤区域的威力椭圆模型。结合高功率微波损坏和干扰电子元器件的能量阈值,提出了威力椭圆失效区、干扰区及安全区的概念,并建立了相应的数学模型,得到了一种能够体现HPMB毁伤效果的毁伤区域模型。通过示例分析,得到了HPMB以不同攻击倾角起爆攻击时威力椭圆内的毁伤区域情况。分析表明:HPMB攻击电子设备时威力椭圆内的毁伤区域模型根据攻击倾角的大小分为仅有失效区存在、失效区和干扰区均存在、仅有干扰区存在、干扰区和安全区均存在4种情况;失效区边界圆的大小取决于爆炸高度,与攻击倾角无关。     

基于锁相环的调频脉冲发生器

研究了现代全相参体制脉冲压缩雷达所要求产生的相参的调频脉冲。为此设计了基于锁相环的调频脉冲发生器，其结构包括锁相环路，扫频控制模块和幅度加权模块。在一定的扫频波形下，选取合适的环路参数。基于锁相环的调频脉冲发生器可以灵活地更改脉冲参数，不仅可形成线性调频信号，也可形成非线性调频信号。此方案已在某全相参雷达中得到应用，并测量了输出信号的功率谱，测量结果与计算值相当一致。     

地雷电引火头的高功率微波效应研究

高功率微波（HPM）武器是一种对付C^4I和各种电子系统的新概念定向能武器。高功率微波扫雷是一种正在发展的高新技术。通过地雷电引火头的HPM效应模拟实验和用时域有限差分方法（FD－TD），计算HPM照射下地雷电引火头的感应电流，分析了地雷电引火头的HPM效应机理，初步探讨了地雷在HPM作用下的失效模式。