5G天线对典型强电磁脉冲响应的对比分析

针对强电磁脉冲环境对5G通信系统的威胁,以5G天线为例,研究了典型电磁脉冲经天线口面耦合进入天线端口的电磁脉冲能量大小。利用电磁仿真软件分析了微带天线单元在高空核爆电磁脉冲、高功率微波以及超宽带电磁脉冲环境下天线馈电端口处感应的瞬态电压的时域和频域特性。仿真结果表明:高功率微波和超宽带电磁脉冲在天线单元馈电端口的感应电压较大,极易干扰甚至毁伤5G通信系统的射频后端。     

双极变张角时域天线设计

传统的超宽带天线概念是在频域下定义的,有些不能作为时域脉冲天线使用。为实现时域天线的定向性、低剖面、小尺寸、可承受高功率等性能,结合领结天线的低剖面特性和TEM喇叭天线的定向辐射特性设计双极变张角时域天线,该天线是根据光导开关的时域响应设计天线激励源的低剖面定向时域超宽带天线,仿真结果表明．该天线是一种高性能的时域天线。     

双极变张角时域天线设计

传统的超宽带天线概念是在频域下定义的,有些不能作为时域脉冲天线使用.为实现时域天线的定向性、低剖面、小尺寸、可承受高功率等性能,结合领结天线的低剖面特性和TEM喇叭天线的定向辐射特性设计双极变张角时域天线,该天线是根据光导开关的时域响应设计天线激励源的低剖面定向时域超宽带天线,仿真结果表明,该天线是一种高性能的时域天线.     

电磁脉冲下螺旋天线瞬态响应的仿真研究

由于通信天线经常工作在宽带或者多频带模式,为了对电磁干扰下的通信天线进行保护,对天线时域特性的仿真必不可少.其中一个需要研究的问题就是将天线装载于金属平台上并同时使用脉冲源激励.文中使用一种具有通用性的数值方法--时域电场积分方程,仿真了电磁脉冲照射下螺旋天线的宽带瞬态响应特性.采用拉革尔多项式作为全域时间基函数来展开时间变量,获得求解线天线散射辐射问题的时域电场积分方程,也就是阶数步进递推格式,最后使用数值计算得到了螺旋天线的瞬态响应特性.     

高功率微波作用下单极天线瞬态响应特性研究

运用时域有限差分法(FDTD)结合同轴等效馈电模型计算了高功率微波(HPM)电磁脉冲作用下单极天线的感应电流的频域和时域响应,分析了单根单极天线感应电流频谱和时域响应与入射HPM间的关系,同时分析了两根天线间的距离对第一根天线末端感应电流的影响。计算结果表明,单根单极天线对HPM的感应电流频谱主要由入射HPM载波频率决定,感应电流波形与入射HPM波形相似;有其他天线存在时,对第一根天线会造成影响,且随距离增加影响减小。     

高功率微波效应的多物理场建模方法研究

为了实现对微波器件高功率微波效应的分析,主要从不同尺度半导体器件和波导器件出发,基于具有谱精度的谱元时域法,开展从微米尺度到纳米尺度半导体器件电热耦合一体化分析的方法以及高功率微波气体放电效应及抑制机理的研究.得到了半导体器件在电磁信号作用下发生的电热参数分布变化规律和微波器件在高功率微波下发生的气体放电及其抑制机理,根据以上相关效应机理,可为复杂电磁环境中的器件设计提供理论指导.     

微小区环境下角度扩散特性的仿真结果

智能天线及其他空间滤波技术的研究与应用为无线信道的研究提出了新的课题－需要对无线信道的时空联合扩散特性进行全面地分析和研究.本文利用射线跟踪技术对典型微小区下信道的时域扩散和角度扩散特性进行了大量仿真.作者按照时域扩散的研究方法,利用角度扩散的一阶矩和二阶中心矩来说明问题.通过典型环境下的仿真,得到了存在直达信号和无直达信号两种接收条件下的角度扩散结果.     

高功率近场卡塞格伦天线的设计

系统地给出了高功率近场卡塞格伦天线的设计.刺用内壁光滑的指数型多模喇叭满足高功率微波天线对馈源高功率容量和良好辐射特性的要求,并将介质透镜加栽于喇叭馈源口面,以保证对天线副面进行平面波照射.通过优化设计,得到X频段高功率近场卡塞格伦天线的结构尺寸,使其理论功率容量大于600 mW.实测结果与仿真结果吻合良好,证明该设计方案的可行性.     

频率选择性衰落MIMO信道容量分析

随着传输速率越来越高,信号所占用的带宽越来越宽,实际信道呈现出频率选择性衰落特性.根据频率选择性衰落信道特性,建立了频率选择性衰落MIMO信道模型,采用频域和时域的方法研究了在频率选择性衰落下,发射端已知和未知信道状态信息的MIMO信道容量,并给出了相关的仿真结果.研究结果表明:在相同发射功率和传输带宽下,MIMO系统可以不牺牲信号带宽而显著提高信道的容量,并且天线数量和输入信噪比的大小对信道容量具有不同的影响.研究结果为如何提高频率选择性衰落环境下MIMO信道容量提供了依据.     

双极天线的核电磁脉冲响应特性研究*

针对应用较为广泛的一种短波双极天线,利用CST 仿真分析了天线对高空核电磁脉冲(HEMP)的响应特性。计算了双极天线分别在自由空间和导体板上方时的天线端口开路及端接50 赘负载情况下的响应特性,得出了天线在两种情况下端口的感应电压时域和频域信号及负载的沉积能量,并探讨了其随电磁脉冲入射角兹、导体板半径R 和天线高度H 的变化规律。仿真结果对于实验方案的制定及天线系统防护具有重要指导意义。     

HPM短脉冲雷达接收机保护技术基础研究

提出了在现代高功率微波技术发展的条件下,军用雷达接收机保护技术发展的新需求,给出了高功率微波(HPM)短脉冲雷达接收机保护装置的性能指标和指标体系的确定方法,探讨了影响半导体器件响应速度和恢复时间的因素与改善方法.     

高功率微波大气传输电参数优选研究

大气击穿将产生很大的不利影响,高功率微波大气传输过程中应避免发生大气击穿。分析了高功率微波大气击穿的微观机理,研究了高功率微波在自生等离子体中传输时的反射和透射特性,并进行了数值模拟,从而初步探讨了HPM发射参数的优选问题。计算结果表明:在一定环境下,当HPM的频率和场强一定时,HPM发射参数存在一个合适的脉冲宽度;当HPM的频率和脉冲宽度一定时,HPM发射参数存在一个合适的场强。     

车载多天线系统的电磁兼容问题分析

本文采用矩量法和微波网络理论相结合的方法分析了车载多天线系统的电磁兼容问题，该方法先将天线系统等效为微波网络，然后采用矩量法求解该等效网络的导纳矩阵Y，利用该导纳矩阵可求得天线间的耦合度，文中也对发射功率较大的天线的近场分布进行了分析。     

高能微波天线介绍

在高功率微波情况下，不是所有传统的天线都可以正常使用。介绍了适用于高功率微波的几种天线形式以及每种天线的特点，列举出相关的技术数据。     

高功率微波的发展与现状

简要介绍了高功率微波产生的原前正迅速发展的高功率微波的应用前景及其发展趋势.     

高功率微波大气击穿阈值分析

对高功率微波(HPM)脉冲的大气击穿进行了理论研究,分析了在微波频率、脉冲宽度等变化的条件下,大气击穿电场阈值与海拔高度之间的变化关系,并进行了数值模拟。计算结果表明,存在某一击穿阈值为最小值的海拔临界高度,当脉冲传播到此高度以上时,击穿现象不再发生。还对HPM脉冲在大气中传输的潜行时间进行了估计,当HPM的场强超过击穿阈值愈高时,击穿现象愈明显,潜行时间愈短。     

HPM作用下27系列EPROM存储器失效的实验研究

在高功率微波辐射下，２７系列ＥＰＲＯＭ存储器呈现出暂时失效及永久失效两种情况。进一步的研究表明，在较低功率密度电磁波辐射下，器件失效的主要原因是场的作用；     

高功率雷达空间功率合成效率研究

高功率微波空间功率合成效率直接关系到高功率雷达输出功率的大小,重点研究高功率雷达空间功率合成效率问题。首先推导出高功率微波空间合成效率公式;然后分析了影响合成效率的相位误差、目标位置误差、时延误差和阵元间距误差等因素;最后提出一种幅度-相位联合调整的方法,通过增加幅度调整电路和相位调整电路,减小通道的幅相误差,提高空间功率合成效率。     

Susceptibility of some electronic equipment to HPEM threats

In this paper, an overview of the susceptibility of a large number of different electronic devices like computer networks, computer systems, microprocessor boards, microcontrollers, and other basic integrated circuits (ICs) to different threats like electromagnetic pulse (EMP), ultrawideband (UWB), and high-power microwave pulses (HPM) is given. The presented data will include a comparison of the HPM and UWB susceptibility of some devices and a deeper look into the destruction effects in ICs. Therefore, the ICs were opened and the destruction effects were investigated. A norm based approach to describe the threat of different pulses to electronic devices gives a theoretical explanation for the measured susceptibility data.     

高功率微波武器即将进入武器库

若干高功率微波（HPM）技术己走向成熟，它们正在从工程与制造阶段向战术武器阶段过渡，目前很可能在进攻伊拉克的战斗中看到首次使用微波武器。本文简要介绍美、英、俄三国发展HPM武器技术的计划，评述了几种典型HPM武器研究的重大进展，最后讨论了HPM武器系统的发展前景和技术挑战。