基于高功率微波技术车辆迫停系统的研究与设计
本文选题:高功率微波 + 车辆迫停 ; 参考:《电子科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:基于高功率微波技术研制的车辆迫停系统可应用于要害部位防止冲击哨卡、随行车队保护和追缉嫌疑人员车辆等多种场合,具有快速部署、攻击隐蔽、无附带性损伤和多目标攻击等特点,将成为未来公共安全装备发展的重要力量。因此对其的研究非常重要。本文首先对对微波迫停系统中的关键技术ECU在微波辐射下的响应特性进行了研究,得出在微波脉冲作用下发动机ECU控制燃油喷射会“意外”喷射多次燃油,对应的点火信号会出现丢失现象,这样造成发动机气缸内燃油空燃比与理想空燃比k=14.7差别很大,发动机气缸内空燃比达到一定程度燃油比例过重,火花塞不能再实现点燃燃油,发动机熄火。基于此对微波致ECU“紊乱”的干扰功率进行了分析。本章对辐射进汽车微波的功率进行了分析和研究,通过对电磁耦合的分析,我们知道了当辐射到达车体“口面”的电场致ECU紊乱满足的相应关系;然后对微波辐射场至电缆接收电压的耦合效率进行了计算,在孔缝面积相同情况下,耦合的强弱与孔缝长边和入射电场方向之间的关系有关,当两者之间相垂直时耦合最强,相平行时耦合最弱,随频点不同差别在20dB~40d B间。正方形孔缝的耦合效率介于在两者之间。普通的射频微波源无法达到MW级别的功率,因此选用具有超高功率的磁控管作为大功率微波辐射源。设计使用30kV,输出峰值功率为450kW磁控管的车辆迫停系统,选取了功率容量大的同轴结构L29,并对系统辐射远场功率密度进行了分析研究,其等效辐射功率约为10MW,最大辐射场强峰值12kV/m。并对整套系统进行了实物实验,实验中解决了微波打火的问题,经40dB+20dB衰减器长接收电缆+全向接收天线接收后的电压幅度为峰峰值140mV,等效辐射功率为6.8MW,与设计存在1.7dB的误差,在允许的误差范围内,完全达到了设计目标,证明使用大功率磁控管来实现车辆迫停的可行性。
[Abstract]:The vehicle forced stopping system based on high power microwave technology can be used to prevent impingement at key points, to protect convoys and to search for suspect vehicles, and so on. It can be deployed quickly and can be used to attack and conceal attacks. Without collateral damage and multi-target attack, it will become an important force in the development of public safety equipment in the future. Therefore, its research is very important. In this paper, the response characteristics of ECU, the key technology of microwave forced stopping system, under microwave radiation are studied. It is concluded that the control of fuel injection by ECU under the action of microwave pulse will result in "accidental" fuel injection multiple times. The corresponding ignition signal will be lost, which results in a great difference between the air-fuel ratio in the engine cylinder and the ideal air-fuel ratio, and the air-fuel ratio in the engine cylinder reaches a certain degree of excessive fuel ratio, so the spark plug can no longer realize the ignition fuel. The engine stalled. Based on this, the interference power of microwave induced ECU is analyzed. In this chapter, the power of microwave radiation into vehicle is analyzed and studied. Through the analysis of electromagnetic coupling, we know the relationship of ECU disturbance caused by the electric field when the radiation reaches the "port surface" of the car body. Then the coupling efficiency between microwave radiation field and cable receiving voltage is calculated. When the aperture area is the same, the coupling strength is related to the relationship between the long edge of the aperture and the direction of the incident electric field, and the coupling is strongest when the phase between the two is perpendicular. The coupling is the weakest in parallel, and the difference is between 20 dB and 40 dB with different frequency points. The coupling efficiency of square slot is between the two. Ordinary RF microwave source can not reach MW level power, so the magnetron with super high power is selected as high power microwave radiation source. A vehicle forced stopping system with 30kV and 450 kW magnetron output is designed. The coaxial structure L29 with large power capacity is selected and the far-field power density of the system is analyzed. The equivalent radiation power is about 10MW and the maximum radiation field intensity is 12kV / m ~ (-1). In the experiment, the problem of microwave ignition is solved. The voltage amplitude of 40 dB 20 dB attenuator long receiving cable omnidirectional receiving antenna is 140 MV, the equivalent radiation power is 6.8 MW, and there is a 1.7 dB error from the design. Within the allowable error range, the design goal is fully achieved, and the feasibility of using high power magnetron to realize the forced stopping of vehicle is proved.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TJ5;TN015
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,本文编号:2009684
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