微型化光纤传输电磁脉冲传感器研究

研制了一套用于小空间电磁脉冲测试的光纤传输电磁脉冲电场传感器。通过电磁仿真软件CST2011,研究了天线结构对被测场影响,并讨论了天线结构、负载阻抗与响应带宽和灵敏度之间的关系,确定了主要设计参数。研制的微型化传感器采用屏蔽结构与偶极子天线的一体化设计,有效减小了天线与电光转换部分的体积和对被测场的扰动,适用于核电磁脉冲和雷电电磁脉冲的测量。传感器采用对称结构,满足自由空间场测量的需要,为电磁脉冲测量和电磁脉冲场标准装置的校准提供了新的手段。     

基于空间耦合注入的EMP防护器件评估

针对电磁脉冲防护器件的防护效果测试方法,国内外现有测试标准中均是通过传导注入(直接注入或耦合注入)标准试验波形的方式,对防护器件性能进行评估测试.文章对比介绍了现有的测试方法及注入的脉冲波形参数,并从防护器件的实际应用场景出发,提出了一种利用实验室EMP(强电磁脉冲)辐照试验系统评估防护器件的防护效果的新方法.通过高空核电磁脉冲(HEMP)试验模拟装置在实验室内获得要求的均匀场分布,使用射频天线模拟系统前端耦合路径,产生GJB 151 B-2013要求的瞬态脉冲电流,通过对比耦合路径中串入防护器件前后的电压值评估其防护性能.该方法注入的脉冲波形具有较高的逼真度,可为武器装备的电磁脉冲防护设计提供有效的参考,避免出现"过设计"或"欠设计".两型防护样机的测试验证表明:空间耦合注入法得到的测试结果一致性较好,具有可行性.     

光纤传输式瞬态脉冲电场传感器分析与设计

为实现瞬态脉冲电磁场的时域测试,研制了一种基于场效应管加载的光纤传输式电场传感器。根据电场传感器的等效电路模型及其实尺仿真模型,分析了接收天线的负载阻抗及其长度等参数变化对传感器测试性能的影响,为传感器设计中的参数选择提供了参考。在此基础上,利用自行研制的电场传感器分别对核电磁脉冲场和雷电电磁脉冲场进行了实测,结果表明:传感器的高、低频响应能力均较好,基本可以满足测试瞬态电磁脉冲场的需要,验证了传感器设计的可行性。     

碳纤微电极检测系统高阶滤波器的设计

为了改善碳纤维微电极检测系统的频率响应和时延特性,达到高质量低噪声检测细胞极环境下信号的目的,本文基于MAX274和滤波器软件设计系统输出的8阶贝塞尔低通滤波器,通过Multisim10软件进行仿真分析、测试和实际应用测试,结果表明系统通带内具有恒定的增益、有效信号波形不失真和带宽外噪声下降。     

电磁脉冲时域测试技术研究

文章给出天线直接感应法时域测试系统的构成,研究利用系统传递函数对测试时域波形进行补偿的算法,并搭建测试系统对超宽带电磁脉冲场进行测试,还原其真实的环境信号波形。     

电磁脉冲模拟器快前沿高压脉冲源设计

为给强电磁脉冲模拟器提供快前沿高电压能量以形成符合标准的强电磁脉冲环境,文章开展了对模拟器核心部件——700 kV高压双指数脉冲源的设计工作。基于Marx发生器和一级峰化技术,将脉冲压缩形成快前沿高压脉冲对天线负载放电,输出波形上升前沿小于2.5 ns,半高宽大于23 ns。通过电路仿真对比不同元件参数对脉冲源输出波形的影响,确定主要部件的参数设计目标后开展了高压脉冲源的设计和研制。详细介绍了脉冲源主要部件Marx发生器和峰化电路的设计过程、参数预估和测量情况,给出了脉冲源产生的双指数电压波形。试验结果表明,该快前沿高压脉冲源的输出波形满足设计指标,可以通过双锥天线在较大区域形成脉冲电场,用于强电磁脉冲环境模拟装置。     

程控高压纳秒级电磁脉冲源设计

研制了一种8 kV等级的高压触发放电开关,基于该触发开关设计了一种小型化、程控双指数波高压电磁脉冲源。利用PSpice软件仿真分析了开关杂散参数对输出波形的影响,分析了陡化电容的作用和最优参数,优化了电路设计,实验装置的实测峰值达到8 kV、前沿小于2.8 ns。     

ESD辐射场测试研究

测试一直是静电与电磁防护研究的瓶颈.针对ESD辐射场测试问题,提出了能量有效带宽和动态范围有效带宽的概念,并根据IEC61000-4-2标准规定的ESD电流波形,采用数值方法估算了ESD辐射场的带宽以及上升时间对带宽的影响.在此基础上成功研制了带宽为3.5Hz~1GHz(±1.5dB),动态范围60dB,测试灵敏度可调的ESD辐射场测试系统,并实际测试了IEC61000-4-2标准规定的水平和垂直耦合电场.     

大型吉赫横电磁波室的数值分析

为了解10m以上的大型GTEM（吉赫横电磁波）室的传输特性和场的均匀性,利用FDTD（时域有限差分）法对大型GTEM室进行了数值分析。选用了上升前沿为纳秒级的高空电磁脉冲波形和高频特性较好的高斯脉冲源作为激励源,计算结果表明对于10m长的GTEM室可以无失真地传输1．5GHz的电磁波,所以能够利用GTEM室传输上升前沿为纳秒级的快上升沿电磁脉冲。“三分之一”测试区域的场强不均匀性小于±2dB,可以用做精度较高的测量区域。     

Multisim 10在差动放大电路分析中的应用

在Multisim 10软件中,利用直流工作点分析、传递函数分析对典型差动放大电路的静态参数及动态参数进行仿真,并与真实值比较;利用参数扫描、温度扫描分析电路参数变化对输出波形的影响;利用瞬态分析和后处理器对实际电路难以观测的双端输出电压波形进行测试。研究表明,利用Multisim 10强大的分析功能对电子电路进行仿真测试,参数精确可靠,可以提高电路的设计和分析效率。     

基于屏蔽暗箱窗口法材料快沿电磁脉冲屏蔽效能测试*

为满足材料强电磁脉冲场屏蔽效能的测试需求,搭建了基于屏蔽暗箱窗口法的材料电磁脉冲屏蔽效能测试系统.首先采用连续波对某种金属织物材料进行了频域测试,通过测试空箱和加载材料内部场强大小,计算了该材料的频域屏蔽效能.然后采用快上升沿电磁脉冲源对该材料进行了时域测试,计算了强场作用下材料的峰值屏蔽效能.对测得的时域信号进行降噪处理和快速傅里叶变换(FFT),得到了该材料频域屏蔽效能曲线,与频域试验所测曲线进行了对比,结果基本一致.实验表明该测试系统能够可靠评价强电磁脉冲作用下材料的屏蔽效能.     

单片机的ESD EMP效应及加固技术研究

ESD EMP(静电放电产生的电磁脉冲)具有上升沿陡、频带宽和峰值大等特点,对电子系统具有很强的干扰和破坏作用。为研究ESD EMP对电子系统的影响,以单片机为实验对象,对单片机系统进行了ESD EMP辐照效应实验。实验表明,单片机系统在ESD EMP作用下,会出现10多种故障现象。文中在实验基础上研究了单片机加固技术。     

材料电磁脉冲屏蔽效能研究进展

首先总结了国外电磁脉冲的研究现状及屏蔽效能的测试方法,并分析了国内电磁脉冲屏蔽效能的测试方法及根据频域测量结果估计时域响应研究进展,然后介绍了屏蔽效能频域和时域表征方法,特别是近几年来电磁脉冲屏蔽效能的表征方法,最后指出了当前电磁脉冲屏蔽效能研究中需解决的问题及今后研究方向,对电磁脉冲作用下材料屏蔽效能的研究具有指导意义。     

EMP Effects on the Performance of a Direct Sequence Spread-Spectrum Communication System

This paper presents an analysis of the performance of a direct sequence spread-spectrum communication (processor) system operating in a nuclear EMP environment. EMP-induced interference (conducted EMP) at the receiver is modeled by a damped sinusoid and the analysis of the system uses a frequency domain approach instead of the conventional time domain approach. However, the interference suppression factor derived using the frequency domain approach reduces to that obtained using a time domain approach for the tone jammer case, in which the damping factor in the conducted EMP interference model approaches unity. Using a Gaussian approximation to the interference, numerical results are presented to illustrate the significant EMP-induced interference effects on the system performance and its hardening design parameters.     

电磁脉冲微分测量信号的数值积分

电磁脉冲(EMP)探测器测量结果为微分信号的情况下,需要将测量信号进行积分。测量信号中的噪声在数值积分被放大,产生的累积误差会引起波形的严重失真。同时,由于被测信号上升沿与下降沿宽度不一致,测量到的微分信号正、负峰值以及脉冲宽度不对称,采取消除一次趋势项的方法不能完全消除积分信号的线性趋势。本文结合脉冲电磁场的微分测量结果,在分析了误差传递规律和被测信号特征的基础上,应用信号微调的方法对数值积分结果进行修正,修正后的积分结果消除了线性趋势,能够反映出被测信号的基本特征,为高斯脉冲、方波的微分信号的数值积分提供了一种很好的途径。     

静电放电电磁脉冲均匀辐射场模拟

为了研究静电放电电磁脉冲（ESDEMP）的特性,利用传统的静电放电电磁脉冲产生方法,通过静电放电模拟器在静电放电抗扰度试验平台上放电,产生了静电放电电磁脉冲,并测出了静电放电电磁脉冲的时域波形和频谱。在研究电磁脉冲模拟器的基础上,首次通过ESD模拟器和GTEM室的结合,在GTEM室内产生了均匀的、重复性和线性好的ESDEMP。实验表明,用TEMP室、GTEM室等大型装置产生均匀静电放电电磁脉冲辐射场的方案是可行的。     

750波导引起测频偏差原因分析及解决方案

在某侦察设备中使用750波导引起宽带瞬时测频接收机测频误差偏大。分析了产生原因,并提出两种解决方案：延长测频接收机的采样时间;采用截止频率更低的650波导。     

静电放电电磁脉冲激励下材料屏蔽效能研究

为更好地评价电磁屏蔽材料对静电放电电磁脉冲的屏蔽效能,对静电放电脉冲激励下的材料的屏蔽效能进行了时域测试研究。以静电放电电磁脉冲为注入源,结合宽带同轴测试夹具和数字存储示波器,对一种平面材料的屏蔽效能进行了时域测试。通过得到的屏蔽前后的信号,计算了不同激励电压下该材料的峰值屏蔽效能,结果表明激励电压的大小对该材料的电磁脉冲屏蔽效能影响不大。通过对屏蔽前后信号的FFT 变换计算了其频域幅频特性曲线,与频域实验测试所得的幅频特性曲线进行了对比,结果比较一致。表明该时域测试系统能够可靠地评价材料对高压静电放电电磁脉冲激励下的衰减能力。     

自动线性跟踪Butterworth有源滤波器研究

滤波是通信、测试、数据采集和实时控制等领域至关重要的环节。通常的模拟滤波器，由于截止频率固定，在某些宽频率动态范围且有实时性要求的应用场合，往往达不到预期的滤波效果，有时甚至影响整个系统的正常运行。本文从有源滤波器的机理分析入手，提出了一种由单片机参与的滤波系统，它能自动跟踪输入信号频率，线性地选择合适的滤波器截止频率，弥补了原有滤波器的不足。     

弹体内置矩形腔屏蔽效能分析

为提高导弹强电磁脉冲防护能力,采用有限积分法对弹体内置矩形腔体的屏蔽效能 进行了数值模拟。重点分析了双层嵌套腔体屏蔽效能与单层腔体屏蔽效能之间的关系, 以及末制导雷达天线转动对壳体屏蔽效能的影响。结果表明：双层嵌套在L频段可提高屏蔽 效能3 0 dB左右,但在S频段嵌套腔体与内层腔体的屏蔽效能相当;当外层腔体与内层腔体上孔缝 共 振频率相近时,嵌套腔体屏蔽效能会急剧恶化;天线转动对屏蔽效能的影响与入射波频段相 关。该研究对提高导弹电磁防护能力具有指导意义。