核电磁脉冲组合滤波器的设计技术
本文关键词: 核电磁脉冲 场线耦合 瞬态抑制 插入损耗 防护滤波器 出处:《西安电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:早期人们对高空核爆炸产生的核电磁脉冲(HEMP)信号就开始做了大量的研究成果,它的特点就是上升时间特别快,能量非常高,它们可以通过天线、线缆和孔缝等耦合途径进入通信电子系统,从而对内部设备以及元器件造成严重的干扰,甚至导致系统无法工作。因此,非常有必要对这类电磁脉冲进行抑制,保护后级电路不被破坏,本文主要研究核电磁脉冲对电源线的作用,为了对电源线进行防护,针对三类核电磁脉冲信号的源特性,以及对电源线的耦合情况等因素,结合CE102测试标准提出防护指标,设计出了核电磁脉冲组合电源滤波器。首先,本文分析了三类电磁脉冲的时域、频域特征以及能量分布的主要频段。其次,根据传输线理论,选择Agrawal模型建立方程进行求解,得到三类电磁脉冲在电源线上的耦合电流,并利用Matlab通过控制变量法对各变量进行仿真,找出耦合电流的变化规律。然后,利用瞬态器件对核电磁脉冲具有抑制的作用,给出了瞬态器件的具体选择方法,根据电源滤波器稳态滤波电路的设计方法,主要包括插入损耗的计算,截止频率的确定以及阻抗匹配和失配的分析等具体内容,运用瞬态抑制和稳态滤波电路结合的方法,完成电源滤波器的设计,在通过PSPice软件对滤波器进行了仿真分析,具体内容包括插入损耗的仿真,高频特性的仿真研究以及滤波器的幅频特性和相频特性的仿真等。最后,给出了220ADC/30A的核电磁脉冲组合电源滤波器的具体电路图。
[Abstract]:Early people began to do a lot of research on the nuclear electromagnetic pulse (HEMP) signals generated by high altitude nuclear explosions. Its characteristics are that the rising time is very fast and the energy is very high. They can pass through the antenna. The coupling of cable and slot into the communication electronic system causes serious interference to the internal equipment and components, and even leads to the system unable to work. Therefore, it is very necessary to suppress this kind of electromagnetic pulse. The function of nuclear electromagnetic pulse on power line is mainly studied in this paper. In order to protect the power line, the source characteristics of three kinds of nuclear electromagnetic pulse signal are studied. As well as the coupling of power lines and other factors, combined with the CE102 test standard proposed the protection index, designed a nuclear electromagnetic pulse combination power filter. First, this paper analyzes the time domain of three kinds of electromagnetic pulses. Secondly, according to the transmission line theory, the Agrawal model is chosen to establish the equation to solve the problem, and the coupling current of three kinds of electromagnetic pulse on the power line is obtained. Matlab is used to simulate the variables through the control variable method to find out the law of the coupling current. Then, the transient devices are used to suppress the nuclear electromagnetic pulse. The selection method of transient devices is given. According to the design method of steady-state filter circuit of power filter, the calculation of insertion loss is mainly included. The determination of cutoff frequency and the analysis of impedance matching and mismatch are used to design the power filter by combining transient suppression and steady-state filter circuit. The simulation analysis of the filter is carried out by PSPice software, including the simulation of insertion loss, the simulation of high frequency characteristic, and the simulation of the amplitude frequency and phase frequency characteristics of the filter. Finally. The circuit diagram of 220 A DC / 30 A nuclear electromagnetic pulse combined power supply filter is given.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN713
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本文编号:1456628
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