雷电电磁脉冲场对双绞线的耦合研究

为研究双绞线短线缆在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,利用WU-800 型MARX 源和有界波模拟器来模拟雷电电磁脉冲场,对双绞线进行辐照耦合试验。试验中改变雷电电磁脉冲场波形、双绞线长度、辐射场与线缆夹角、双绞线终端负载（线性及非线性）,观测双绞线终端负载处的响应电压,分析响应规律。结果表明：雷电电磁脉冲场的上升沿对线缆耦合电压幅值影响较大,脉宽对耦合电压影响较小;辐照试验中线缆长度具有选频特性,随着短线缆长度的增加,终端负载响应电压的主频点逐步降低,但幅值逐步增大;电场极化方向对线缆终端响应幅值有较大影响,但并不改变响应波形;线缆在辐照情况下对终端负载可等效为一电压源,受测端负载电压满足电压源分压原理,非受测端负载改变等效电压源的内部参数,但影响较小;双绞线连接二极管,会显著影响耦合电压的频谱分布,同时幅值也会改变。     

电磁脉冲参数对材料屏蔽效能影响研究

采用基于有限积分方法的电磁仿真软件CST-MWS建立电磁脉冲辐照条件下材料屏蔽效能测试模型,提出脉冲峰值屏蔽效能和脉冲能量屏蔽效能两个方案来评价材料屏蔽能力,并通过仿真分析了电磁脉冲上升时间和脉宽对屏蔽效能的影响。结果表明,脉冲上升时间相对于脉宽对屏蔽效能的影响较大,上升时间越短,屏蔽效能越高,峰值屏蔽效能高于能量屏蔽效能;脉宽对于材料的峰值屏蔽效能基本没有影响,能量屏蔽效能随着脉宽的增大而减小。     

UWB,HEMP作用下长线缆场线耦合效应比较研究

为详细研究UWB(超宽带)、HEMP(核电磁脉冲)作用下长线缆的场线耦合效应问题,并将二者进行比较,依据场线耦合效应计算的Agrawal、Vance模型,推导了能有效用于场线耦合效应编程计算的实用算式.在此基础上编写了Matlab计算程序,对UWB和HEMP作用下长线缆的场线耦合效应进行了计算、分析和比较,得出了两种强场作用下的效应规律.计算显示,UWB和HEMP都能在线缆上激励较高的电流脉冲,也能在线缆端部激励较强的干扰电压脉冲;在相近条件下,UWB激励的响应弱于HEMP;二者相比,其场线耦合效应既有相似之处,又有不同的特点.     

某型无人机连续波电磁辐照效应研究

为了研究无人机在战场电磁环境下的安全性及可靠性,对无人机壳体的屏蔽效能进行了仿真计算,并在开阔场环境下建立连续波电磁辐照系统,利用连续波电磁辐照系统对无人机整机和通信链路核心部件收发组合进行辐照效应实验。仿真结果表明,在10MHz ~1GHz 连续波作用下,无人机壳体的屏蔽效能较低,为10dB 左右;实验结果表明,在某些频点或频段,无人机会出现通信链路中断的现象,表现为失锁状态,即无人机不能与地面控制站进行有效的数据传输,且不同的辐射场极化方向导致出现失锁现象的电场阈值不同。分析表明,电磁能量进入无人机机体内部产生干扰的主要耦合途径为无人机天线和无人机壳体的透射。     

低频脉冲磁场作用下计算机效应的试验研究

低频脉冲磁场是一种常见电磁干扰源，可以在雷电放电、地面核爆炸及生产生活等多种活动中产生，具有低频、低阻和时变等多重特性，可通过直接穿透和磁电感应作用于计算机系统上，对其产生干扰或毁伤.为确定低频脉冲磁场对计算机系统的效应规律，文章利用螺线管脉冲磁场模拟装置，开展了低频脉冲磁场作用下联想品牌计算机（包括2款台式机和一款笔记本）效应的试验研究，得到了扰乱阈值和效应规律，分析了磁场特征参数与效应现象的关系，并与相关研究成果进行了对比.其中脉冲磁场上升时间在数μs至数百μs之间，磁感应强度最大约70 mT.研究结果符合理论预期，并与现有成果逻辑关系一致，可为计算机系统及相近设备的低频脉冲磁场防护提供参考和依据.     

CO2激光对氧化钒成像设备干扰实验研究

随着红外成像技术发展,非制冷氧化钒探测器在多个领域得到了应用,其在激光辐照下的热效应如何,也成为了当前研究方向之一。本文首先分析了氧化钒成像探测器结构和工作原理。其次开展了激光辐照饱和及点损伤条件下,106μm脉冲激光辐照氧化钒成像设备实验。在激光辐照饱和条件下,光斑中心像元出现饱和现象,激光辐照结束后,该像元响应较辐照前增加了约20个灰度;该像元周围像素出现了环状异常,非均匀性校正后探测器恢复正常;在激光辐照点损伤条件下,出现了圆环干扰效应,光斑中心像元出现了损伤,即使非均匀性校正也无法恢复;给出了相应激光功率密度。根据实验结果,对衍射效应进行了仿真,指出衍射、探测器热效应及热量“溢出”是导致探测器像元异常像素数大于辐照光斑的原因。本文对非制冷氧化钒探测器研制及干扰效应研究具有重要参考意义。     

调频无线电引信扫频波辐照效应研究

为研究调频无线电引信抗电磁干扰性能,开展了调频引信扫频波辐照实验,获得了引信工作状态下的电磁辐照效应规律、能量耦合通道及失效机理。实验表明,当弹体轴线平行于辐射场传播方向时,引信误动作的辐照能量最小;随着扫频频段与引信工作频段偏移量增大,引信误动作所需扫频能量增大。对引信进行改装并做对比实验,发现引信天线是干扰的主要耦合途径。干扰能量通过天线耦合到引信高频电路,引信的工作状态发生改变,从而使引信误动作。     

复杂强电磁环境下系统辐射敏感度测试方法

系统地介绍了复杂强电磁辐射环境下系统级装备辐射敏感度测试的开阔场辐照法、低电场扫描法、混响室和模拟器法.分析了每种方法的原理、特点及适用范围:开阔场辐照法实现的技术难度较小,但对硬件要求高且容易受到外界环境场干扰;低电场扫描法技术上容易实现,对硬件要求低,但需要获取辐射场与线束电流的递推关系;(混响室可以用较小的功放产生较强的电磁场;)模拟器法可以产生场强极高的辐射环境,且具有试验空间大,场均匀性好等优点,高压脉冲源的研制、辐射天线的设计是该方法需要解决的关键技术.     

通信电台连续波电磁辐照试验研究

为掌握通信电台在连续波辐照下的带内干扰规律, 揭示通信电台连续波带内干扰作用机理, 以某型超短波通信电台为受试对象, 通过搭建试验平台, 利用辐照法对其进行干扰效应试验研究, 进而确定在不同参数指标作用下通信电台的受干扰规律.研究结果表明:该超短波电台的带内敏感频率范围为30kHz; 在相同的功率模式下, 电台工作于高频状态下更容易受到干扰; 提高电台工作信号的功率能有效提高通信电台的抗干扰能力.     

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。     

Predicting the breakdown behavior of microcontrollers under EMP/UWB impact using a statistical analysis

Reproducible prediction of damaging effects is one of the main problems in intentional electromagnetic interference (IEMI). In this paper, the susceptibility of different types of single microcontrollers to unipolar fast rise time pulses [electromagnetic pulse (EMP), ultrawide band (UWB)] is determined. Therefore, pulses with rise times as fast as 100 ps and electric field amplitudes of up to 100 kV/m are applied to the devices. The results are generalized with a novel statistical procedure. Following discussion and rationale, the Weibull distribution is selected to describe the interference behavior. The statistical analysis provides a new test procedure for a confident determination of the interference behavior parameters.     

超短脉冲光电导开关的全波分析

本文采用时域有限差分法直接求解包含传导电流的三维麦克斯韦方程组,对超短脉冲光电导开关进行全波分析,分析中考虑了静电场影响,采用了比较精确的光电导数学模型。本文还讨论了开关输出信号的模式组成和激光脉冲能量、脉宽对开关性能的影响,并给出了光电导开关响应在不同时刻的三维图形。     

电容式RF MEMS开关膜片边缘场效应的表征

计及电容式RF MEMS开关膜片上电场分布的边缘场效应后,很难建立高保真的开关自驱动失效阈值功率解析模型。因此,采用膜片承受射频信号功率的面积(ARF)和膜片与传输线的正对面积(A)的比值构建优值(Fo M),以表征膜片上电场分布的边缘场效应强弱。利用HFSS软件建立了开关自驱动失效的三维电磁模型;以一种常见的开关构型为案例,仿真得到了多种射频信号功率(Pin)和开关气隙高度(g0)条件下膜片边缘电场分布,并与优值计算结果进行了对比验证,初步证明了采用优值ARF/A表征膜片上电场分布的边缘场效应强度的可行性。     

基于固体开关器件的新型高压脉冲驱动源

从MOSFET的开关基理,以仿真与电路实验相结合的方法,研究出了MOSFET栅极的"过"驱动技术,以此来提高MOSFET的开关速度。并结合多个MOSFET的串并联的级联技术,采用多管串联方法来提高脉冲源的输出脉冲幅度,采用多管并联方法来提高脉冲源的其输出脉冲功率,从而得到较大的脉冲宽度。在此研制出了输出脉冲幅度大于4kV、前沿小于10ns、脉冲宽度大于100ns的高压快脉冲源。     

一种基于PDLC-KIO_3的新型光倍频开关设计与实现

利用聚合物分散液晶(PDLC)的开关特性与KIO3微晶体的非线性光学特性,研制出具有倍频效应(SHG)并且倍频光强电控可调谐的光变频开关。将YAG激光脉冲入射到开关器件,通过调制施加在开关上的驱动电压,当光开关闭合时,可阻挡基频光脉冲,抑制SHG,当光开关开启时,可在散射光路中观察到显著的SHG,开、关态倍频光强对比度可达6∶1。实验发现,驱动电压在0～80 V间,倍频光强能够实现近似线性的调制。测试表明,该变频开关的响应时间为20 ms。     

用1064nm激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的奇特光电导现象

报道了用1064nm激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的一种奇特光电导现象.GaAs光电导开关的电极间隙为4mm,当偏置电场分别为2.0和6.0kV/cm时,用脉冲能量为0.8mJ,宽度为5ns的激光触发开关,观察到开关输出的线性和非线性工作模式.当偏置电场增至9.5kV/cm,触发光脉冲能量在0.5～1.0mJ范围时,观察到奇特的光电导现象,开关先输出一个线性电脉冲,经过大约20～250ns时间延迟后,触发光脉冲消失,开关又输出一个非线性电脉冲.这一奇特光电导现象的物理机制与半绝缘GaAs中的反位缺陷和吸收机制有关.分析计算了线性与非线性电脉冲之间的延迟时间,结果与实验观察基本吻合.     

煤矿井下水泵电机辐射电磁骚扰测试研究

煤矿井下由于高压、大功率机电设备众多,启停频繁,导致井下电磁干扰严重。本文针对井下电机类 设备的辐射电磁骚扰,分析了旋转电机的电磁兼容辐射发射限值,以及井下实验测试要求和方法,并对井下水泵电 机的辐射电磁骚扰进行了现场测试。测试结果表明:水泵电机在正常稳定运行时的辐射电场较弱,在整个测量频段 内没有明显的噪声突起;在电动机启停阶段,辐射电磁骚扰较强,辐射频谱达到2 GHz,主要辐射频谱在500 MHz 以 内,尤其在频段1 ~10 MHz 之内辐射电场强度达到最大。因此,煤矿井下工频电源驱动的电动机类设备的辐射电磁 骚扰主要是启停阶段产生的瞬态辐射干扰,稳定运行时辐射电磁骚扰对井下电磁环境的影响较小。     

组合开关高功率脉冲调制电路的研究

采用环形电极结构的气体火花开关和电爆炸丝断路开关,研制了高功率脉冲调制电路。该电路通过压缩陡化爆炸磁频率发生器的输出而产生上升沿为纳秒级的宽频脉冲信号。结合球形和平面形结构电极,对环形电极脉冲陡化实验进行对比分析;根据电爆炸丝电阻率与比作用量的关系,在电路仿真软件Pspice中建立模型,并对电爆炸丝快速断路特性的数值仿真以及相关的实验研究;最后,进行了脉冲调制电路的实验,结果表明:在注入能量为35kV时,获得了上升沿为1.68ns、峰值为197kV的脉冲电压信号,压缩能量达到5倍以上,为下一步脉冲调制电路与爆磁压缩发生器的联合调试提供了理论依据和实验支持。     

Effect of Transverse Electric Field on Polariton Reflectance Spectra of Wide Quantum Wells

Excitonic waves propagating in thick GaAs/AlGaAs quantum wells form an interference pattern, which is observed as oscillations in the reflectance spectra. Oscillations in the spectra of wide GaAs quantum wells should reveal a non-trivial behavior as a function of the external uniform electric field as it is found in the theory developed in the present work. The oscillations are suppressed as the electric field increases and then reappear again with an opposite phase at the further rise of the field.