纳秒激光耦合金属靶辐射电磁脉冲的实验研究

为了研究电磁脉冲(EMP)强度和分布与激光参量、靶体材料、结构等之间的关系,采用靶室内部的超小B-dot天线对强激光打靶过程中产生的电磁脉冲进行了测量,分析了不同辐射方位的脉冲强度,同时探讨了靶体支撑杆为绝缘体和导体两种情况下的电磁辐射行为。结果表明,不同方向和不同靶杆测得的电磁脉冲明显不同,如在法线方向的电磁辐射达到20V,导电靶杆最大达到22V的辐射,说明强激光打靶诱导的EMP具有很强的极化方向,并且在导体靶杆情况下,能够产生更强的电磁辐射。该研究有助于揭示激光打靶产生的EMP在靶室内部的传输极化特性以及其强度与靶杆导电性的关系。     

高功率激光装置同轴线缆电磁脉冲耦合仿真

高功率激光装置开展实验会产生强烈的电磁脉冲辐射。电缆端口是电磁干扰耦合的重要途径。针对高功率激光装置上广泛使用的同轴线缆开展电磁脉冲耦合问题仿真研究,建立同轴线缆的电磁脉冲耦合仿真模型,研究不同入射方向、不同长度同轴线缆电磁脉冲耦合的感应电压。仿真结果显示,同轴线缆部署方向以及长度对电磁脉冲耦合具有显著的影响。本文对装置靶场线缆选型、线缆铺设以及诊断仪器电磁屏蔽设计有着参考价值。     

高功率激光装置电磁兼容设计

高功率激光装置在试验运行过程中会产生强烈的电磁脉冲辐射,对试验中的仪器设备以及周围的环境带来辐射影响。针对高功率激光装置进行了双法拉第笼、环形接地盘等系统级电磁兼容设计,有效降低了试验中电磁脉冲对外界的干扰。通过计算、实验,掌握电磁脉冲在各类设备内的场强分布,进行了有针对性的电磁加固,并对设备内部的重要单元器件进行设计优化,降低电磁脉冲对于试验测量的干扰,确保了设备的运行安全。     

吸波材料强电磁环境效应研究

以高功率微波电磁脉冲为代表的强电磁环境使得吸波材料的使用环境发生了极大改变,常规吸波材料因其低功率容量已不适用于大功率微波器件。文章综述了吸波材料强电磁环境效应的研究进展以及作者团队在该领域的主要研究成果。分析了吸波材料强电磁环境效应作用原理,采用仿真与实测结合的方式研究了强电磁环境下吸波材料的失效模式。结果表明,强电磁环境下的击穿效应、热效应及非线性效应是导致羰基铁/碳粉填充吸波橡胶失效的主要原因,而吸波超材料的周期结构优化、介质层高导热特性均有利于表面电流分布的均匀性,进而改善强电磁环境效应。最后提出了高功率微波电磁脉冲环境下吸波材料研究发展展望。     

强激光打靶产生电磁脉冲特性与传导防护研究

为了降低电磁脉冲的场强大小,加强强激光打靶产生电磁脉冲的传导防护性能,提出了强激光打靶产生电磁脉冲特性与传导防护研究.由于强激光打靶产生电磁脉冲对各种电子设备和电气设备都会造成一定威胁,采用双指数函数,分析了强激光打靶产生电磁脉冲的时域波形频谱,完成了强激光打靶产生电磁脉冲的特性研究;为了消除强激光打靶产生的电磁脉冲波...     

激光支持爆轰波点燃阈值的声学判断

不同功率密度的高功率激光与材料相互作用时将发生激光支持燃烧波或激光支持爆轰波的现象。为了获得激光支持爆轰波的点燃阈值,采用了波长为1064nm的激光作用在铝靶表面,产生的等离子体声波的峰值声压与作用激光功率密度间存在跃变阶段,并进行了理论分析和实验验证,取得了激光支持爆轰波的点燃阈值,与采用其它方法得到的结果基本吻合。实验结果对了解激光与物质相互作用机理和过程是有帮助的。     

激光引导电磁脉冲的传播特性分析

为了克服现有高功率微波武器天线的不足,提出了一种用激光引导电磁脉冲(EMP)的思想,简单阐述了该思想的具体实现方法,根据其工作原理,建立了激光引导电磁脉冲的电磁模型,引入了矢量位函数,并结合边界条件导出了激光引导电磁脉冲传播的模式色散方程,给出了相应的近似解表达式.分析了激光等离子体通道周围为有耗气体媒质时激光引导电磁脉冲传播的一般模式,重点讨论了传播常数随等离子体参数和周围介质参数的变化.在特殊条件下,将文中导出的结果与文献所给出的结果对比,吻合较好.分析结果表明,通过控制等离子体的频率可以达到控制激光引导电磁脉冲传播特性的目的.     

用于强激光靶耦合诊断的脉冲天线

惯性约束聚变(ICF)背景下的激光靶耦合过程产生大量电磁脉冲,对诊断设备的正常运行和测试数据的采集产生不良影响,严重时甚至损害诊断装置。介绍了强激光与金属靶相互作用过程中受激辐射产生等离子体的数学模型,模拟了盘锥脉冲天线的物理模型、三维增益等各项指标,并对打靶过程进行测量,得出电磁辐射电场值,并推导出其频域分布。实验结果显示,影响电磁辐射强度的因素有激光能量、激光打靶方式和入射方向等。对于平面靶,相同靶型和靶材质情况下,不同功率激光与平面靶相互作用发出的电磁脉冲具有相似的频谱和相同的特征频率。诊断结果为激光打靶产生电磁脉冲物理机制研究提供重要实验依据。     

双极型电压比较器的强电磁脉冲效应

基于大电流注入法(BCI),利用瞬态脉冲产生器模拟强电磁脉冲在双极型电压比较器中产生的耦合电流,观测到输出信号在注入瞬态大电流后的波形变化,包括占空比变化及脉冲衍生等。从基本电路原理方面分析了实验现象的产生机理,以及注入电流幅值、电路偏置等因素对双极型电压比较器强电磁脉冲效应的影响。     

神光-Ⅲ原型高功率激光装置电磁脉冲辐射

实验测量了神光-III原型装置上脉冲强激光与金属靶相互作用产生的电脉冲辐射,电脉冲峰值梯度为3 kV/m,频谱范围大约在50 MHz?2 GHz,在160 MHz等处有明显的特征峰,信号持续时间大约60 ns。本文研究表明电偶极辐射是打靶过程产生电磁脉冲信号的来源之一,由理论模型计算得到频率为160 MHz的特征峰,并计算出探测点电场脉冲峰值梯度约为2 kV/m,辐射总功率约105 W,能量转换率约10-6,辐射功率近似正比于激光能量的4/3次方,可见激光能量越大,功率密度越高,电脉冲的辐射强度越大。大型激光装置上的激光与靶作用产生的电磁脉冲测量,对大型激光装置产生的电磁辐射的防护有重要指导作用,在等离子体诊断等领域也有潜在应用价值。     

一种单次精密时序电脉冲的产生方法

单次精密时序电脉冲系统是大型固体激光装置的神经中枢,大型固体激光装置需要数百路单次精密定时触发电脉冲来控制激光的运行和诊断。在一次发射周期,全装置需要的电脉冲时序持续2s以上,要求电脉冲相互间时间抖动小于100ps。因此提出了一种单次精密时序电脉冲的产生方法,按此方法研制出的多路时序触发系统已经成功应用在大型激光装置上。     

Electromagnetic interference on medical equipment by low-powermobile telecommunication systems

There have been a number of reports of electromagnetic interference (EMI) on electronic medical equipment caused by mobile telecommunication systems. In Japan, the use of the personal handy-phone system (PHS) has greatly expanded within urban areas, PHS handsets transmit EM signals at a frequency of 1.9 GHz and have a peak radiated power of 80 mW. This power level is lower than that of other mobile telecommunication systems. Two studies were carried out. One was to determine whether or not PHS interferes with electronic medical equipment in hospitals. We observed no EMI on electronic medical equipment when the PHS handset was in either the speaking mode or on standby. The second study was to observe EMI from 1.9-GHz signals at several radiation power levels. Although EMI was not observed at the radiated peak power of the PHS handset, EMI on some of the tested equipment was observed when the radiated power was ten or more times higher than that of the PHS handset     

星光Ⅱ高功率固体激光驱动器研究的新进展

介绍了星光Ⅱ高功率固体激光驱动器的发展历程和物理实验的进展情况,研制了用于开展激光等离子体中电子密度与电子温度精密化诊断的两束探针光系统。阐述了激光装置中新能源系统的模块化设计方法以及新型集中控制系统的最新研究进展情况,所用方法和所得结论对高功率固体激光驱动器系统的设计具有一定应用意义。     

Investigation of the immunity of computer equipment to the power-line electromagnetic interference

An experimental setup for investigating the immunity of computer equipment to the power-line electromagnetic interference has been developed. The results of quantitative investigations of the performance of the computer equipment subjected to the action of nanosecond and microsecond electromagnetic pulses propagated through the power line as well as the results of investigations of the efficiency of external devices for protecting the computer equipment from the action of electromagnetic pulses propagated through the power line are presented.     

信息时代电磁兼容领域的挑战与应对(特邀文章)

论述了信息时代电磁兼容领域的挑战与应对策略.提出了信息社会安全的基础是网络与设备的电磁信息安全的理念；提出了电子设备不经意电磁发射引起的电磁信息漏泄的原理模型.分析了无处不在的电磁发射信息安全问题，综述了TEMPEST计算机研究的现状和发展趋势，论述了现代机器人、有线网络、无线网络以及工业网络的电磁信息安全问题.最后，展望了发展中的安全电磁兼容标准，阐述了现代工业和控制系统正在面临的越来越严重的信息攻击已经成为威胁国家关键基础设施的"超级武器"的国际动态.     

电磁仿真技术在电源设计中的应用

基于增强电子设备的电源设计能力,拓展电源设计手段及方法,提高电子设备电磁兼容性能的目的,在电子设备的电源设计及系统供电设计过程中采用电磁仿真技术,搭建虚拟设计验证平台,按照GJB151A-1997的标准要求,通过了国军标电磁兼容试验室测试验证,证明在电源设计中引入电磁仿真技术,采用规范法和系统法,能有效降低电子设备后期电磁兼容性能试验成本,增强整机电源设计能力,提高电子设备电磁兼容性能,并对电源设计存在的弊端进行了分析,同时阐述了电磁仿真技术的功能和作用。     

用粒子模拟方法研究SG-III装置的腔体SGEMP

X射线照射金属腔体后,会在内部空间中发射出大量光电子,从而产生很强的系统电磁脉冲(SGEMP)。激光惯性约束聚变(ICF)装置内的X射线环境非常复杂,在靶室内工作的诊断设备即使有良好的电磁屏蔽,仍会面临严重的SGEMP干扰。以神光-III(SG-III)装置靶室内部的X射线环境为背景,采用时偏时域有限差分(FDTD)方法和粒子模拟(PIC)方法对二维圆柱腔体模型内部的SGEMP进行数值模拟。针对电磁场的振荡现象,在传统的粒子模拟算法基础上采用时偏方法进行滤波,去除了高频误差对计算的影响,结果更加准确。最后,得到的SG-III装置靶室内SGEMP干扰约为1.5 MV/m。     

Variability studies on EMI data for electronic, telecommunicationand information technology equipment

Data variability has long been a problem for radiated emission testings of electronic, telecommunication and information technology equipment. When a piece of electronic equipment undergoes electromagnetic interference (EMI) test, the inherent data variability is inevitable even with known test facility uncertainties. This study presents a methodology for analyzing this variability based on a modified analysis of variances (ANOVA), with polynomial regression analyses. The data variability is estimated after the prototype has been built in a design laboratory. The analytical analysis results can also be used to provide confidence limits for internal in-process EMI control when the equipment is mass-produced