雷电电磁脉冲电场仪的标定研究

为了给出雷电电磁脉冲电场仪测试结果的实际量值,拟采用实验室已有的有界波模拟器,以雷击浪涌发生器产生的1.2/50 μs脉冲电压作为激励源,对电场仪进行标定。为此,通过实验和数值仿真分析了有界波模拟器的有关性能。实验结果表明:在标定时可去除模拟器的终端匹配器。从计算结果可见:电场仪屏蔽壳体会扰动被测电场,使周围电场有所增大,这样的扰动可模拟实测时的情况,标定时可不予考虑;而当电场仪的高度超过有界波模拟器工作空间高度的1/3时,会对工作空间场分布产生较大影响,故在标定中要设法避免。     

场对双绞线的电磁耦合研究

给出了计算任意极化平面波照射下双绞线终端感应电流的通用表达式，分析考虑了不同终端和各种入射角时双绞线终端的感应电流，并且和普通平行传输线的结果进行了比较。数值结果表明：平面波斜入射时双绞线的抗耦合干扰能力较之垂直入射时显著降低。     

电子信息系统雷电电磁脉冲防护研究

随着社会的发展,越来越多的电子设备开始大量应用于人们的生活中,雷电电磁脉冲对电子信息系统的危害明显增加,损失愈来愈大.这时,单单靠建筑物上的避雷针带防雷已远远不能满足各种弱电设备防雷的确切需要.为了保证各种电子信息系统、弱电设备的正常工作,人们经过不断的深入研究,逐渐形成了由单防直击雷到综合防雷的新阶段.     

电子信息系统雷电电磁脉冲防护研究

随着社会的发展,越来越多的电子设备开始大量应用于人们的生活中,雷电电磁脉冲对电子信息系统的危害明显增加,损失愈来愈大。这时,单单靠建筑物上的避雷针带防雷已远远不能满足各种弱电设备防雷的确切需要。为了保证各种电子信息系统、弱电设备的正常工作,人们经过不断的深入研究,逐渐形成了由单防直击雷到综合防雷的新阶段。     

基于传输线理论的双绞线电磁脉冲响应

双绞线是电子信息设备综合布线工程中最常用的一种线缆,在高频电磁环境中,双绞线将成为外界电磁信号的耦合对象,对端接设备造成干扰甚至破坏作用。为研究双绞线的电磁脉冲效应,基于分布参数传输线理论,推导得到了双绞线在外界电磁脉冲激励下的耦合响应计算公式。结果表明,在高频电磁环境中,双绞线相对于平行线确有较强的抗干扰能力。研究方法和结论对于双绞线电磁脉冲响应的定量研究及抗干扰能力评估具有一定参考意义。     

雷电电磁脉冲模拟研究

根据雷电在远场产生的电磁辐射场具有平面波的性质 ,提出了一种由冲击波发生器和平行板横电磁室 (PPTC)组成的简易远场雷电电磁脉冲 (LEMP)模拟装置 ,实现对远场雷电电磁脉冲辐射场的模拟 ,并依照 IEC标准用试验验证了该装置的可行性。在此基础上 ,利用此装置对典型电火工品 (EED)进行了辐射试验。     

雷电电磁脉冲三维磁场测量系统研究

为测量雷电放电通道电流产生的三维磁场分量,设计制作了雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse,LEMP)三维磁场测量系统,并对该系统进行了时域标定、波形矫正和数据修正研究.对自然雷的实测结果进行了数据处理、统计和分析.根据所测三维磁场峰值的大小可判断云闪和地闪;利用所测数据,结合磁定向法和声光差定距法,可确定雷击点的方位和距离,从而实现对地闪雷电流的间接测量;采用由实测数据间接获得的雷电流波形、测点与放电通道的距离,经数值模拟得出的LEMP磁场时间特性与实测结果一致性较好.     

雷电电磁脉冲的模拟研究

在分析雷电电磁脉冲特性的基础上,根据雷电辐射场在远场具有平面波的特性,组建了由脉冲发生器和平行板传输室构成的雷电电磁脉冲的模拟装置,实现了对雷电电磁脉冲远场的模拟。并对模拟器内部空间的场的均匀性进行了分析,对系统的重复性进行了验证。     

定向辐射式核电磁脉冲场模拟器的研制

针对大型受试设备核电磁脉冲抗扰度试验评估要求,研制了基于Marx发生器脉冲源和横电磁波（Transverse Electro Magnetic,TEM）喇叭天线的可移动、极化方向可调的定向辐射式核电磁脉冲模拟器.实验分析了不同极化方向和终端负载对脉冲波形的影响,确定了定向辐射式核电磁脉冲模拟器的均匀区域.结果表明:辐射电磁脉冲场可用区域为近场区域,随着与口径面距离的增大,峰值场强近似按1/d2衰减,脉冲宽度显著减小;与传输式模拟器相比,辐射式核电磁脉冲模拟器具有更大的均匀区域,更适合大型设备电磁脉冲抗扰度试验.     

电磁脉冲对微机接口电路的耦合实验研究

受EMP照射的微机系统,当EMP场强大到一定数值时,其设备接口电路上即产生过电压或过电流,从而使设备受到干扰或损伤。本文设计了一种典型的微机并行接口单片机电路实验模型,介绍了该接口电路磁脉冲耦合电压和耦合电流的测量方法,并对测得的数据进行了分析,得到了这类典型接口电路受到瞬时干扰和永久性损伤的电磁脉冲场强阈值。     

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。     

Response of a Twisted Pair Excited by the Nonuniform Electromagnetic Fields of Nearby Loops

This paper derives equations for the noise induced in a twisted pair when the pair is embedded in a nonuniform electromagnetic field of a small current loop. The derived equations are applied to calculate the noise induced in a typical 135-? twisted pair. In the frequency range of 10 kHz-100 MHz, the noise induced in this twisted pair is shown to be less by about 70-135 dB when compared to a similar parallel-conductor line without twist that is embedded in the same field. Included is a simplified method of applying the derived equations to the problem of finding the response of the twisted pair to distinct uncorrelated noise sources, assuming that the sources can be approximated by small current loops.     

弯曲通道长度及倾斜角度对雷电电磁场影响研究

为了得到弯曲通道雷电电磁脉冲场的分布特性,将电流微源偶极子进行水平分解和垂直分解,利用偶极子法对弯曲通道产生电磁场的表达式进行了推导.在此基础上就底部回击通道长度以及上部回击通道倾斜角度对地表电磁场的影响规律进行了相关研究.研究结果表明,弯曲通道的电磁场峰值主要取决于底部放电通道的长度,在中间场和远场区底部通道越长对应的电磁场幅值越小;而倾斜角度对近场区电磁场影响极小,在中间场和远场区电磁场幅值会随着倾斜角度的增加而降低,且距离越远倾斜角度对电磁场幅值的影响越明显.     

回击速度对雷电电磁场近似关系的影响

为了探索雷电回击通道底部电流与回击电磁场之间的关系,基于TL模型在近场区和远场区对雷电电磁场近似表达式进行了推导,在此基础上研究了回击速度对底部电流和雷电电磁场之间近似性的影响。研究结果表明：在近场区电磁场与底部电流之间的差异主要集中在峰值部分,而在远场区二者之间的差异主要集中在峰值过后的下降沿部分,但无论在近场区还是远场区,二者之间的偏差均会随着回击速度的增大而减小,当回击速度接近光速时,二者波形几乎完全重合。在v=c时基于不同的电磁场成分对电磁场与底部电流之间的关系进行了推导,结果显示当v=c时近场近似与远场近似将统一为一个相同的表达式,且此表达式在推导过程中不存在任何近似,进一步证明了当v=c时,无论在近场区还是远场区地表电磁场波形与底部电流波形完全一致。     

电磁场与电磁波课程的混合教学模式研究

针对作者所授电磁场与电磁波课程存在的问题,在对比分析各种教学模式关系及特征基础上,提出了将混合教学模式引入到电磁场与电磁波课程中的解决方案。基于清华大学提出的“混合课程的教学实施模型”,进行了电磁场与电磁波课程的混合教学设计,包括：教学计划的进一步调整,课程导学案、单元导学案设计,混合教学目标设计,混合教学资源设计,混合教学活动设计和混合教学评价纬度设计。通过混合教学方法的实践取得了如下突出成效：使课程多维立体、内容丰富、课堂形式多样化,学生的学习兴趣明显提高,极大地提升了该课程的教学质量。     

用准静态电磁场方法研究扫描近场光学显微镜的耦合特性

为了研究扫描近场光学显微镜(SNOM)中探针和粗糙样品表面的耦合相互作用,采用准静态电磁场理论的方法,提出了一种模拟SNOM的理论模型。在该模型中,探针和样品突起由极化偶极子表示,样品平面的诱导极化效应由影像偶极子表示,应用偶极子辐射理论可以得到系统的场方程,通过自洽的方法可以求出任意偶极子位置处的严格解析解。该方法与通过并矢传播子方法得出的结果完全相同,其优点在于实用性和计算的简便性。     

电磁脉冲与开孔腔内PCB板级MSL间的耦合研究

因PCB上微带线(MSL)与外界电磁能量耦合而生成感应电流(Current),会对敏感器件造成耦合伤害。而目前对此研究的关注度不够,故以带拐角MSL的PCB板内置于开孔屏蔽腔为研究对象,以Current计算为主要切入点,进行多参数耦合特性计算。先建立相应数值模型并验证建模方法有效性后,外置平面波激励源,利用有限元法考察不同计算位置、有无屏蔽腔、MSL夹角大小及拐角补偿等参数变化对电流的影响。结果表明：直MSL上不同计算位置对Current影响不大,其数值都要比MSL弯折时要大,两者差值随频率增加而逐渐减小;谐振点处腔体抑制效果会被弱化甚至完全失效;MSL与电场E平行放置时,迹线需布成短线,MSL与电场E垂直放置时,迹线可布成长线;MSL宽度增加,电流数值会增加但趋势减缓。拐角补偿方法对提高信号完整性(SI)有效,但对降低电磁耦合作用有限。不会影响谐振点出现位置是上述多参数研究的共性结果。     

Circuit-Based Analysis of Electromagnetic Field Coupling With Nonuniform Transmission Lines

This paper presents a new algorithm for simulating electromagnetic (EM) field coupling with nonuniform multiconductor transmission lines in a circuit simulation environment. The proposed algorithm is based on the concept of passive model-order reduction, whereby an algorithmically developed passive reduced-order model, coupled with a set of equivalent sources representing the incident filed, are shown to accurately capture the behavior of the transmission line under EM excitation. The reduced-order model is developed independently from the particular shape of the incident field pulse, in the sense that, in constructing the model, one does not need prior knowledge about the waveform of the incident pulse of the EM field. In addition, it is also shown that the model developed can be used to simulate the transmission line in the absence of the EM field. The derived equivalent sources, representing the field coupling, are given directly in the time domain, thereby making simulation under nonlinear circuit terminations an easy task. Although the proposed work is aimed mainly at simulating nonuniform transmission lines, it can be applied to uniform lines as a special case. The proposed algorithm has been validated numerically with several examples.     

一种改进的双绞线测试和评估方法

实际的双绞线测试中发现目前的测试方法和评估指标均存在一定的问题,深入的研究和分析这些问题,并提出了一种改进的测试方法和评估指标,以科学准确、简单有效的方式进行双绞线测试和验收。     

双绞线BCI 等效替代强场电磁辐射实验研究

针对低频线缆耦合通道中最常见的双绞线电缆,以比较典型的互连线缆双绞线为研究对象,针对互连系统单端为非线性受试设备的电磁辐射敏感度进行实验研究。对连续波电磁辐射条件下双绞线传输线负载响应进行了理论推导,分析了典型互连系统辐射与注入的等效以及在高场强下的外推条件。对双绞线耦合通道大电流注入法(BCI)等效替代强场连续波电磁辐射的实验结果进行了分析,验证了BCI 等效替代强场连续波电磁辐射实验方法的准确性。