场线耦合问题研究现状及其发展综述

传输线系统与电磁场的耦合研究是电力和电子系统电磁脉冲效应研究的重要组成部分.对传输线系统与电磁场耦合问题的国内外研究现状进行了总结分析,介绍了常用的研究理论和模型,对传输线模型的应用进行了系统的总结分析,梳理了传输线模型与电磁拓扑理论相结合的研究成果,总结了传输线电磁耦合的算法及软件建模成果,归纳了传输线模型的局限性及其改进研究.最后分析得出了传输线系统与电磁场耦合研究中存在的不足与未解决理论问题.可为相关问题的研究提供一定参考和借鉴.     

某型电台的HEMP辐照效应试验及电磁损伤评估方法研究

为检验电台类装备在高空核爆电磁脉冲（high-altitude electromagnetic pulse, HEMP）环境下的生存能力,降低系统电磁脉冲易损性评估中的不确定度,设计了系统级HEMP辐照试验方案及易损性试验评估流程,建立了基于故障树模型的电台电磁损伤评估算法.以欧讯SG-7200型超短波电台的电磁易损性评估为例,应用电磁损伤评估算法开展威胁级辐照试验.试验结果表明：电台在50 kV/m的辐照试验中发生跳频现象,通信故障;在故障树模型中,根据多次试验数据得到该型电台在50 kV/m的威胁级辐照试验中系统失效概率为78.83%.     

基于SMP的无线传感器网络拓扑容侵定量评估

提出了基于半马尔可夫过程(SMP)的拓扑容侵定量评估模型.因节点计算、存储能力等限制,在入侵结果统一层面上建模,简化了模型设计.利用内嵌DTMC求解出拓扑可用性、稳定性和服务率指标,提出贝叶斯网络指标推理方法,提高了容侵能力评估的准确性.分析了模型对参数的敏感性,通过实例剖析和比较,验证了拓扑容侵定量评估模型的有效性.     

电磁脉冲对射频接收机威胁分析

射频接收机是现代电子系统中最重要的组成部分,应用在通信、导航等许多领域。射频接收机一般位于天线后端,直接发送和接收空间中的各种电磁信息。然而,由于接收机可以接收到任何信息,因此它也极易被干扰,如高功率噪声和电磁脉冲。首先分析了电子设备的电磁环境,然后主要以射频接收机为对象,将电子系统模块化建模,分析在空间环境中遭遇电磁脉冲攻击时的受损情况,最后通过系统建模仿真,分析了电磁脉冲对射频接收机后端系统的损坏情况。     

多孔矩形腔电磁耦合拓扑分解与计算

为了发挥电子系统在复杂电磁环境下的工作效能,通常要求对电子系统进行屏蔽处理.但是由于通风和散热需求,在屏蔽腔表面会开一些小孔,因此就出现多孔屏蔽问题.采用电磁拓扑的方法,建立了外部激励源通过多孔缝与内部电子系统之间的电磁交互作用拓扑图,结合电磁耦合的多步迭代算法,并应用CRIPTE软件进行外部场耦合到内部腔体,以及腔体内双导线的终端负载计算.数值计算表明:在多孔情况下需要考虑孔缝间的电磁交互、在同等屏蔽条件及散热要求下开多孔比开单孔更有利于电磁屏蔽、在同一系统中,电路离孔缝越远屏蔽效能越好,电路置于腔体侧面比正对孔缝屏蔽效能好.     

基于积分方程等效电路和BLT方程的传导耦合效应仿真分析

提出了基于积分方程等效电路和Baum-Liu-Tesche(BLT)方程的电磁脉冲传导耦合效应分析方法, 建立外部电磁干扰等效源模型, 提取等效电流和阻抗参数.对内部含复杂传输线网络和集成电路插件的电子设备建立了电磁拓扑模型, 采用BLT方程分析电磁脉冲响应.仿真分析了内部传输线连接关系、外部信号线长度和半径大小、节点负载等因素对传导耦合效应的影响.将计算结果和商用电磁仿真软件CST的结果进行了对比, 分析了所提方法的有效性, 可为电子设备电磁脉冲防护设计提供参考.     

线缆网络中的电磁脉冲传输

电磁拓扑理论在分析电磁干扰(EMI)问题中具有重要的应用价值。本文利用电磁拓扑理论研究了线缆网络的电磁脉冲瞬态响应求解方法,并进行了实验验证。实验利用同轴线建立简单线缆网络,选用方波脉冲作为激励源,先由Fourier变换求得方波脉冲的频谱,根据频域上的BLT超矩阵方程求出线缆网络在方波脉冲作用下各节点的电压,然后再由Fourier逆变换就可求出各节点电压的瞬态响应。通过实验对比说明了此方法的有效性,为进一步研究电磁脉冲在复杂线缆网络中的传输规律打下基础。     

电磁拓扑结合积分方程求解电磁脉冲传播问题

提出一种求解电磁脉冲传播与耦合问题的方法。该方法的思路是将电磁拓扑方法与时域积分方程算法相结合,前者提供方法论,后者实现具体计算。可以提高分析效率,增大可计算目标及区域的尺度,克服复杂电子信息系统直接进行电磁计算的困难,并充分利用时域积分方程的优点。阐述了电磁拓扑理论分析和解决问题的基本思路,归纳了应用电磁拓扑解决电磁脉冲传播与耦合问题的四个主要步骤。提出了电磁拓扑与电磁计算的结合方法,并研究了时域积分方程加速方法。     

基于贝叶斯网络的测试性分层建模方法

针对目前考虑不确定因素的测试性模型存在建模难度高、结构复杂、层次化建模困难、学习能力弱、不确定信息表达形式差的问题,面向电子设备提出了一种基于贝叶斯网络的测试性分层建模方法.以原有的贝叶斯网络模型与多信号流图模型为研究对象,对二者的参数、结构特点及优势短板进行分析,根据二者的互补性与测试性建模需求对贝叶斯网络模型进行改进.模型以故障、信号关系替代故障、测试关系,以信号节点间的连接表征故障传递,利用电路结构与层次划分确定模型结构,采用贝叶斯方法确立模型参数,运用贝叶斯网络推理能力对测试性指标进行计算.以放大滤波电路为例建立模型,通过模型计算测试性指标,并进行了证据处理测试,通过对比多信号模型可知,模型测试性指标计算准确、证据处理能力强,验证了建模方法的有效性与实用性.     

认知Mesh网络的动态分层图路由模型及路由策略

该文提出了在认知无线电Mesh网络环境下的动态分层图路由模型,该模型将节点感知范围内的信道可用性用两状态离散时间马尔可夫链建模,建立认知无线电Mesh网络拓扑和连通性的动态模型。基于该模型提出了一种跨层设计的动态接口分配方案。仿真结果表明,动态分层图模型在适应接入频谱的动态变化和描述认知无线电Mesh网络的拓扑结构方面,表现出比静态分层图模型更加优异的性能。     

后勤保障装备的电磁脉冲防护

电磁脉冲武器产生的电磁脉冲,具有独特的传播机制和穿透能力,可利用电子系统固有的电磁特性弱点,在瞬间摧毁、瘫痪大量的电子装备和电子系统。本文介绍了电磁脉冲的产生机制及原理,分析了电磁脉冲特点及对电子系统影响途径,针对电磁脉冲对后勤装备构成的威胁,研究了后勤作业装备、后勤通信方舱以及后勤有线无线通信装备的电磁脉冲防护方法,并提出了加强后勤装备电磁脉冲防护研究建议。     

基于混合贝叶斯网络的混合系统安全性分析方法

安全关键系统的安全性分析模型本质上是离散和连续失效分布共存的混合模型.传统的故障树和马尔科夫链分析方法仅能处理离散分布或指数分布的系统,难以对混合系统进行安全性分析.针对该问题,以DFT系统安全模型为基础,提出一种基于混合贝叶斯网络的混合系统安全性分析新方法.首先,利用狄拉克函数和单位阶跃函数分别表示动态故障树节点间的确定性关系和时序关系,将动态故障树转换为贝叶斯网络.然后,通过分段多项式来拟合网络节点的不同失效分布,提出一种k段n次多项式混合贝叶斯网络来表示动态故障树.最后,给出该混合贝叶斯网络的推理算法.实验分析表明本方法能有效地进行混合系统安全性分析.     

Susceptibility of some electronic equipment to HPEM threats

In this paper, an overview of the susceptibility of a large number of different electronic devices like computer networks, computer systems, microprocessor boards, microcontrollers, and other basic integrated circuits (ICs) to different threats like electromagnetic pulse (EMP), ultrawideband (UWB), and high-power microwave pulses (HPM) is given. The presented data will include a comparison of the HPM and UWB susceptibility of some devices and a deeper look into the destruction effects in ICs. Therefore, the ICs were opened and the destruction effects were investigated. A norm based approach to describe the threat of different pulses to electronic devices gives a theoretical explanation for the measured susceptibility data.     

舰船平台强电磁脉冲威胁与防护要求

强电磁脉冲对舰船平台的敏感电子信息系统、人员、武备、燃油等都会构成威胁,而且随着电子技术的发展,这种威胁产生的后果会越来越严重。文中分析了强电磁脉冲的种类和威胁程度,初步提出了强电磁脉冲对舰船平台的危害机理和相应的防护研究要求。     

国内外电磁脉冲标准现状研究

介绍我国军标GJB-1389A-2005和GJB-151A/152A-1997与IEC 61000系列标准、美军标MIL-STD-464A和MIL-STD-461E中的电磁脉冲标准,对其中的电磁脉冲辐射环境及其时域变化过程、设备电磁脉冲辐射敏感度要求与测试方法进行对比研究,指出我国军标与其他标准之间的差异和不足,为新标准的修订提供参考。     

Electromagnetic immunity model of an ADC for microcontroller’s reliability improvement

This paper deals with the study of electromagnetic compatibility prediction of integrated circuits in order to improve their reliability. The study takes place in the context of embedded electronic circuit where the proximity of the analog and digital parts increases. The case of microcontroller is considered and more particularly the susceptibility of the Analog to Digital Converter (ADC) device. The use of the new immunity approach (ICIM-CI model) is proposed to achieve the susceptibility modelling of the ADC. The model is built step by step (functional and coupling path models). Then, it is possible to estimate the effect of disturbances on the sensitive nodes. Finally the aim of EMC circuit compliance is enhanced.     

高功率电磁效应及防护技术研究概述

本文阐述了高功率电磁脉冲防护技术发展的国内外现状,提出了针对各种武器系统和有关的C4ISR系统展开提升抗EMP容限技术及电磁毁伤机理研究的迫切性。给出了电磁脉冲防护的基本方法及我国在这一领域急需发展的重点方向。     

Scaling laws for coupling quantities on EMP

A set of scaling laws relating three-potential electromagnetic coupling quantities to three electromagnetic pulse (EMP) characteristics is derived. The electromagnetic coupling quantities are an attempt to characterize, in a very rough sense, the ability of an electromagnetic wave to induce an electronic upset in an electric circuit. The coupling quantities used are chosen based on voltage transients, power transients, and energy-induced overload as mechanisms for electronic upset. The independent quantities in the scaling laws are chosen to be the pulse rise time, peak field, and total energy density     

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。