雷达系统的电磁脉冲效应分析

针对雷达系统作了防电磁干扰能力的判定,同时对战场中逐渐占据主体的典型电磁波的类型及其干扰程度作了分析。为了探究电磁脉冲对电子器件的损伤机理,用不同脉宽的方波脉冲对LM324N、CD4069UB进行了注入实验,发现器件电路损伤在很大程度上与脉冲能量的大小有关,存在一个由绝热过程向热平衡转化的阶段,验证了电磁脉冲对电子器件的绝热烧毁效应。针对雷达系统提出了综合的电磁防护原则。     

ESD对微波半导体器件损伤的物理机理分析

为了得到电磁脉冲对微波半导体器件的损伤规律,进而研究器件的静电放电损伤机理,首先对半导体器件静电放电的失效模式即明显失效和潜在性失效进行了介绍;其次分析了器件ESD损伤模型;最后通过对器件烧毁的物理机理进行分析,得到器件在静电放电应力下内在损伤原因。在ESD电磁脉冲作用下,器件会产生击穿效应,使内部电流密度、电场强度增大,导致温度升高,最终造成微波半导体器件的烧毁。     

基于数字对消的跟踪干扰抑制方法

抗跟踪干扰已逐渐成为跳频通信中的研究热点和难点。针对跳频通信抗跟踪干扰难以实现的问题,采用数字对消方法实现跟踪干扰抑制。首先,基于跟踪干扰信号特点及战术背景,提出跟踪干扰信号估计方法,完成数字对消中参考信号的提取;然后,将干扰信号与混合信号进行对消完成干扰抑制;最后,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)开发板,搭建了半实物仿真实验平台。实验结果表明,所提方法能够有效抑制跟踪干扰。对于不同的干扰频点,信干比(signal to interference ratio, SIR)提升不同,干扰抑制效果受干扰信号强度的影响。当干扰信号方差σ_w²在0.75~1.5时, SIR提升的平均值能达到10 dB,当σ_w²=0.25或2时,则小于8 dB。     

跳频通信干扰抑制中的改进自适应对消技术

与传统阻塞式干扰对短波跳频通信的干扰相比,以通过侦查截获跳频的频率进行干扰的跟踪干扰方法对跳频的干扰更具有针对性。然而干扰信号的处理时间、干扰机与发射机接收机之间的距离等使得跳频信号与干扰信号存在时延。为解决以上问题,提出了一种基于二级最小均方(LMS)算法的自适应对消技术。同时,在理论分析的基础上重点对所提出的改进的LMS算法应用在FPGA平台上进行仿真实验。首先,通过Simulink仿真平台模拟有用跳频信号与干扰信号建立自适应算法仿真平台;其次,通过ISE软件仿真得到原始信号及抵消后的波形;最后,通过Matlab仿真得到抵消前后信干比数值。仿真实验表明该算法具有良好的抑制效果。     

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.     

某设备在典型电磁脉冲环境下耦合效应的仿真分析

利用电磁仿真软件FEKO建立了典型高空核电磁脉冲环境和设备模型,研究了某型电子设备的电磁耦合规律.研究表明:设定的高空核电磁脉冲场环境基本满足实验设备的尺寸要求,为今后的仿真实验提供了参考;同型窗口耦合具有同一性;内部表面对耦合场具有反射增强作用;内部设备使得底部开口附近的耦合场非对称化;(y=0.5,z=1.1)与(y=-0.5,z=1.1)对应图形所存在的差异与右侧观察窗和后门窗口的位置密切相关;对称窗口的耦合场非对称分布和内部耦合场的强度明显增强(160MHz除外),其具体原因是内部设备壳体对耦合电磁场的反射增强作用和内部空腔区域的变化造成了谐振频率的变化.     

对某电子设备典型后门耦合效应的仿真分析

为了研究某型电子设备的电磁耦合规律,利用电磁仿真软件FEKO建立了设备模型和所需的电磁场环境.研究表明:无内部设备,当频率在400 MHz以上时设备内部准中心位置呈现中心聚集效应和明显的窗口耦合;有内部设备,当频率在50MHz时门缝处电磁耦合明显,明显的耦合现象发生在500 MHz以上频率,内部设备附近产生强耦合场;在平面电磁波作用下,设备内部电场强度随频率增加逐渐均匀化且数值增大,后门窗口处效应呈现明显增强,内部电磁场发生畸变;仿真结果为实际试验和具有类似尺寸孔隙的设备提供了参考.     

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.