地球同步轨道环境下外露介质深层带电仿真分析

空间高能带电粒子可导致航天器外露介质深层带电,从而对航天器的可靠运行带来潜在威胁。为了考察介质起电规律和最终评估深层带电危害,基于电荷守恒定律,建立了介质深层带电的数学模型,并通过数值求解,实现了对外露介质深层带电的时域3维仿真分析。该模型综合考虑了介质电导率受辐射剂量率、强电场和温度的影响。对典型的天线支撑介质结构进行仿真,结果表明:地球同步轨道环境下外露介质面临着严重的深层带电与介质击穿放电威胁,环境温度是影响外露介质内带电的关键因素。天线支撑结构的局部数10 MV/m以上强电场和10 KV以上高电压,很可能成为航天器表面放电或关键部位功能失常的诱导因素。     

高功率微波对无线电引信的作用机理研究

介绍了无线电引信电磁干扰的分类方法,以无线电引信微波辐照效应为基础,从能量耦合途径、误炸和软、硬损伤等方面,深入分析了高功率微波对无线电引信的作用机理.     

无线电引信的高功率微波辐照效应研究

分析了无线电引信电磁环境效应研究的重要性,给出了研究所需的实验设备和实验方法,选择某型集成电路分米波无线电近炸引信,从勤务处理状态和工作状态两个方面,研究了无线电引信及其电点火头的微波辐照效应,确定了被试无线电引信的高功率微波辐照损伤阈值,分析了高功率微波对无线电引信的能量耦合途径与损伤机理.     

强电磁脉冲对引信执行级电路辐照效应分析

研究了强电磁脉冲（UWS-HPM）对某型无线电近炸引信执行机构电路产生的效应。建立了UWS-HPM与引信执行级电路耦合的等效电路；利用节点电压法计算了电路参数，分析了影响UWS—HPM与引信执行级电路耦合的因素；利用OrCAD电路设计系统中的PSpiceA／D程序进行了仿真试验。仿真试验结果表明：UWS—HPM是使引信执行机构发火的原因。通过UWS-HPM与执行电路之间的耦合效应在执行机构电路中产生的快速变化的电压使晶闸管导通。利用UWS—HPM源对自制执行机构单元电路进行辐照效应试验，验证了仿真试验结果和分析结论。     

温度对聚酰亚胺表面充电特性影响的实验与数值模拟

空间环境的温度变化会对航天器表面介质材料的带电程度造成不同的影响。为了研究环境温度变化对航天器介质材料带电特性的影响,利用地面模拟试验设备在不同温度下对聚酰亚胺的表面充电特性进行实验研究。实验结果表明,当环境温度变化范围为273.15 K至363.15 K时,聚酰亚胺薄膜的表面充电平衡电位逐渐降低,当电子能量为25 ke V,束流密度为1 n A/cm2时,表面充电平衡电位变化范围为-6 500 V至-2 040 V。基于电流平衡方程建立不同温度下的聚酰亚胺材料表面充电数值模型。通过对比数值模拟结果与实验结果,发现拟合较好,验证了模型的正确性。研究结论可为航天器介质材料面对温度变化时的带电防护提供参考。     

雷电电磁场理论计算与模拟技术研究

为研究雷电电磁脉冲场对电子设备的电磁损伤机理和防护加固技术，在雷电电磁脉冲场理论计算的基础上，采用冲击电压发生器与GTEM室相结合，研制了雷电电磁环境模拟系统，其电场强度可高达400kV／m。通过改变模拟器的波头和波尾电阻，可方便地改变电磁脉冲场的前沿时间和半值时间，满足对各种雷电电磁环境模拟的需要。     

超宽谱对无线电引信的作用效应实验研究

为了检测某型无线电引信的抗电磁脉冲能力并确定其能量耦合机理,利用超宽谱高功率微波(UWS-HPM)发生器,实验研究了该型引信的电磁脉冲辐照效应。实验表明:电点火头本身以及勤务处理状态下的无线电引信在超宽谱高功率微波辐照下是安全的;超宽谱高功率微波场强峰峰值达到106 kV/m时,解除引信保险可使实验引信的电点火头全部引爆。电点火头被引爆的能量耦合机理是:超宽谱高功率微波辐照能量耦合进入引信执行级电路,使其晶闸管误导通。     

连续波多普勒引信单频连续波辐照效应规律分析

为研究单频连续波对连续波引信装置的辐照效应规律,在200 V/m场强范围内,对加电工作状态典型引信装置开展了单频连续波辐照效应试验。通过对比分析,提出了普适的单频连续波辐照下连续波多普勒引信装置效应规律。试验结果表明:引信装置具有最佳能量耦合方向,该方向且与引信装置的具体结构有关;天线为单频连续波辐照下引信装置的主要能量耦合通道,弹体作为天线的一部分也会产生影响;引信装置存在敏感频点和敏感频段,在本振频率附近,引信装置临界干扰场强可达几V/m;不同引信装置抗单频连续波干扰的能力不同。     

混响室与均匀场中引信电磁辐射抗扰度测试相关性研究

针对均匀场环境下电磁辐射抗扰度测试难以满足大线度受试设备及高场强测试需要的难题,借助混响室在测试空间和强电磁场模拟等方面的优势,提出了混响室条件下无线电引信电磁辐射抗扰度测试方法。该方法基于混响室步进工作模式和腔体内某点处的场强值与输入功率的平方根成正比的基本原理,首先测算出被试引信置入前不同频率、不同搅拌器位置下实验点的场强值与输入功率平方根的比值,再通过实验测试引信受干扰发火时对应的输入功率,计算确定受试引信在不同测试频点、不同搅拌器位置下的电磁辐射干扰场强。实验结果表明:以搅拌器旋转一周过程中搅拌器处于不同位置处测量确定的电磁辐射干扰场强最小值作为混响室条件下无线电引信的干扰场强临界值,不仅在数值上接近均匀场环境下的测量结果,而且2种实验环境中测试结果的相关系数达到了0.97,体现了混响室电磁辐射抗扰度测试方法的可行性。     

空气式静电放电抗扰度试验方法

静电放电(electrostatic discharge,ESD)抗扰度试验作为电磁兼容(EMC)试验的一项重要内容,其执行标准IEC 61000-4-2还存在诸多问题,尤其是空气式ESD的重复性问题。为此,基于动能-势能转换原理,采用导轨带动电极运动结构和步进电机装置,用近似单摆结构的试验方法,设计和研制了2种新的ESD抗扰度试验平台,实现了空气式ESD抗扰度试验中对放电电极接近速度的准确控制。利用这2种ESD抗扰度试验平台对空气式ESD的重复性进行了研究。试验结果表明,ESD参数如放电电流峰值、接近速度和放电电压具有很好的规律性,并且在一定的放电电压和接近速度下,空气式ESD也可以具有较好的重复性。在相同放电电压和接近速度下,利用第2种ESD抗扰度试验平台得到的放电电流峰值和上升时间的变异系数均小于利用第1种ESD抗扰度试验平台得到的放电电流峰值和上升时间的变异系数,因此第2种单摆式ESD抗扰度试验平台的重复性要好于第1种ESD抗扰度试验平台的重复性。