微波接收前端高功率微波效应实验研究

高功率微波可通过雷达、电子战装备的天线进入装备内部,这种方式耦合能力强、峰值幅度大,容易造成装备电磁干扰或损伤.因此,有必要开展高功率微波对电子设备的作用效应和防护研究.针对设备级高功率微波效应研究较少的现状,以某X波段微波接收前端为对象,采用注入法开展高功率微波损伤效应实验,获取了效应现象和数据.结果显示,无限幅器保护时,注入微波的峰值功率达到48.8 dBm,单个脉冲就能损伤微波接收前端的低噪声放大器;采用限幅器防护后,注入微波的峰值功率需增加到60.7 dBm,脉冲数增加到100个才能实现微波接收前端的损伤.实验表明,能量沉积是进行损伤的必要条件,通过高峰值功率短脉冲或长脉宽脉冲串,高功率微波都可以对电子设备中的敏感器件造成损伤,综合运用峰值功率、脉宽和脉冲数等参数可增强高功率微波作用效应.在此基础上,还分析了典型参数高功率微波武器对电子设备的作用距离、作用规律,可为武器装备高功率微波效应评估和防护设计提供参考.     

空面导弹目标毁伤特性的研究与仿真

在攻防对抗仿真中,空面导弹对地面目标的毁伤评估,是一个很复杂的问题。本论文从目标毁伤、空面导弹战斗部终点效应的基本概念入手,着重研究了空面导弹破片杀伤型战斗部的毁伤机理,通过目标易损性研究,建立了目标毁伤理论体系,以机动导弹武器系统为例,仿真验证了本文提出的空面导弹目标毁伤评估方法。     

电磁脉冲弹辐射功率空间分布仿真

针对电磁脉冲弹辐射作战过程,分析了影响微波辐射功率空间分布的主要因素,建立了电磁脉冲弹空间分布模型,并推导出电磁脉冲弹在目标平面功率密度分布计算公式.考虑高功率微波在大气传输中的衰减,对目标处的微波辐射功率密度进行了仿真. 结果表明,对于弹目不同交会态势,存在最优的弹道偏航角、弹体俯仰角和弹体高度使得辐射效能最大. 研究结果可为高功率微波电磁毁伤作战效能评估提供理论依据.      

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。     

含能破片战斗部对导弹目标的等效毁伤效应研究

为研究战斗部对导弹目标的毁伤效应,在导弹功能、结构和毁伤机理的基础上,确定了导弹目标的毁伤级别和各舱段的毁伤准则。含能战斗部由钨合金、含能材料、尼龙弹托和底座组成。含能材料由铝镁合金粉、硝酸钡和聚四氟乙烯组成,通过在真空容器中高温烧结制备。利用12.7 mm机枪进行穿甲和引燃试验,依次射击25 mm/60°均质装甲板、导弹设备舱和燃料舱模拟靶,并用高速摄影记录战斗部对油箱的毁伤过程。试验结果表明含能战斗部兼有侵彻能力和引燃纵火能力。     

典型舰船结构的水下爆炸耦合毁伤研究进展

随着精确制导、控制及超空泡技术的快速发展和应用，水下武器的命中精度和航行速度不断提升，对水下武器的高效毁伤能力提出了新的需求.水下武器攻击舰船目标时，爆炸冲击波、壳体碎片、气泡脉动、气泡射流以及空化效应等多种毁伤元共同对舰船目标造成毁伤破坏；此外,多发水下武器时空协同作战会对舰船目标造成耦合毁伤破坏.因此，研究多类型毁伤元、多发武器对舰船目标的耦合毁伤机理及模式是提升水下武器毁伤能力的关键.基于此，对比分析了水下接触爆炸、近距离爆炸以及中远距离爆炸时毁伤元耦合毁伤模式的区别.并从理论研究、仿真模拟以及试验验证等方面，对多类型毁伤元的耦合毁伤机理、典型舰船结构的耦合毁伤效应及基于时空协同的多发弹耦合毁伤作用的研究进展进行了梳理和归纳.在此基础上总结了现阶段针对舰船目标的水下爆炸耦合毁伤研究结果，对水下武器高效毁伤的研究方向进行了探讨，旨在为水下武器的高效毁伤技术研究提供参考.     

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。     

复合材料雷体的UWB-EMP耦合效应研究

针对高功率微波(High power microwave,HPM)扫雷装置对现代地雷构成的严重威胁,为提高地雷抗电磁毁伤能力,将不锈钢纤维(Stainless steel fibers,SSF)作为聚酰胺树脂的导电填料,研究新型复合屏蔽材料地雷壳体。针对雷体结构和布设状态,采用时域有限差分(Finite difference time domain,FDTD)数值方法,分析该壳体的超宽带电磁脉冲(Ultra-wide band electromagnetic pulse,UWB-EMP)孔缝耦合规律。加工复合材料地雷壳体样品,内置电子引信并连接电引火头,在微波暗室进行峰值功率1 GW的UWB-EMP辐照下的效应实验,壳体放置天线前的距离大于0.5 m时,内部电子引信能正常工作。结果表明:该壳体能有效提高电子引信地雷抗强电磁毁伤等复杂战场电磁环境下的生存能力。     

随机耦合模型在微波腔体研究中的应用

文章分析了随机耦合模型在微波腔体研究中的应用,主要介绍了该理论中重要的归一化阻抗矩阵公式和各个参量的含义,并用一个简单模型进行了举例分析;说明随机耦合模型方法在分析电磁波腔体中电磁物理最的统计特性具有重要的理论和工程意义,其在电磁兼容、高功率微波效应研究等方面具有重要的价值.     

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。     

微波技术辐射岩石实验探讨与成孔应用研究进展

微波辐射技术具有高效性、整体性以及无污染等优点,近年来已成为岩石破碎与成孔应用的热点方向。国内外学者运用实验和数值模拟等手段对微波辅助破岩技术进行了广泛研究,并获得了一些有益规律。本文针对微波辐射岩石的现有研究成果,阐述了微波技术辐射岩石实验进展,明确了微波辐射设备的选型问题,探讨了1.4 kw微波功率条件下辐射玄武岩和石灰岩的实验现象,归纳了微波辐射岩石后裂纹的微观断裂形式及微波辐射裂纹扩展机理,总结了高能微波技术在岩石中成孔应用的进展,以期为高能微波成孔技术在设备及现场工业化应用配套设施研发、多场耦合作用机理、多因素条件评价机制和地下深部“三高一扰动”环境的适用性研究等方向推广应用提供借鉴与参考。     

高拱坝安全度评价研究

概述了高拱坝安全度研究的强度理论、稳定性理论、可靠度理论、损伤断裂理论以及数值模拟分析、地质力学模型试验、监测数据反分析等主要理论和方法的最新进展;分析了各自的局限性和进一步研究的困难;提出和分析加强材料破坏到结构失稳破坏机理研究,探索坝身、坝肩、坝基三位一体分析方法,建立高拱坝整体失稳判据,运用微波探测技术、光测技术对运行中的高拱坝进行安全监测等急待解决的问题.     

大功率微波源数字调功的研究

本文对用于大功率微波源的磁控管连续调功问题进行了详细的理论分析和研究，实现了在仪器设备中微波大功率连续调功的计算机控制。     

GaN基场效应器件Monte Carlo模拟

基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)在高温、高功率微波器件方面有极其重要的应用前景.文章用自洽-耦合蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对AlGaN/GaN异质结构场效应晶体管作了模拟,给出了器件直流特性的Monte Carlo模拟结果,包括器件的粒子分布及器件的等势线分布,最后给出器件在不同栅电压下的直流输出特性.文章的模拟结果对研究GaN基场效应器件有指导意义.     

直接分配到弹的双层反导火力规划模型

反导作战火力运用是反导力量建设的核心内容之一,末段双层反导火力规划是一个复杂的不确定多约束条件优化问题,对火力规划进行了问题分析、弹-目分配时机分析和模型假设;分2个阶段建立了直接分配到弹的末段双层反导火力规划模型,模型重点考虑拦截目标与拦截弹杀伤时间窗口的对应关系,建立起武器系统拦截弹与来袭目标的弹-目对应分配关系,提供一种新的、快速的双层反导火力规划方法。     

基于贝叶斯网络的某机载雷达电磁损伤评估

针对机载雷达面临越来越严重的电磁脉冲武器威胁的现实问题,开展了机载雷达的电磁损伤评估.通过对雷达结构的分析和简化以及由抢修时间来确定网络参数的方法,建立了雷达电磁损伤评估的贝叶斯网络模型;利用贝叶斯网络推理评定雷达的电磁损伤等级;在定义了期望抢修效率的基础上给出雷达抢修决策的方法.仿真结果显示:在距离100m,辐射功率10GW,波束中心对准机载雷达的条件下,高功率微波弹MK84将对某机载雷达造成中等损伤,给出了该条件下雷达的抢修顺序.该方法对于开展机载雷达电磁损伤抢修和电磁加固具有一定的军事应用价值.     

陶瓷材料微波加工用高均匀度多模谐振腔的研究

微波能作为一种新型能源,用于陶瓷材料的加工具有广阔的应用前景。如何改善微波加热时的均匀性,是实现微波加工陶瓷的关键技术之一。基于旋转场天线原理,建立了一种新型的多模谐振腔。采用了３ｄＢ桥及相互垂直的耦合孔,从而在谐振腔内形成旋转的电磁场,大大改善了加热均匀性。与频率２４５０ＭＨｚ、输出功率５ｋＷ的微波源相配合,建立的加热系统结构简单,加热特性优良,尤其适合于大尺寸陶瓷材料的微波加工。对Ａｌ２Ｏ３,ＺｒＯ２,Ｓｉ３Ｎ４等先进陶瓷成功地进行了烧结。