开口金属腔体对强电磁脉冲的耦合效应
发布时间：2020-12-13 07:52
为了评价腔体开口因素对核电磁脉冲（High-amplitude Electro Magnetic Pulse,HEMP）和高功率微波（High Power Microwave,HPM）破坏效能的影响,采用CST电磁计算软件建立强电磁脉冲的孔缝耦合模型,研究孔缝的位置、大小以及长宽比对HEMP和HPM耦合效应的影响。结果表明,孔缝的位置、大小及长宽比对HEMP的耦合效应影响较大,合理控制孔缝的位置、大小以及长宽比能在一定程度上削弱HEMP的破坏效能。对于HPM,相同条件下其耦合效应要明显强于HEMP。在孔缝达到一定尺寸后,其大小和长宽比对HPM的耦合效应影响较小,仅孔缝位置会带来较大的影响。当开口平面与HPM入射方向平行时,耦合效应最弱,但此时耦合进入腔体内的能量还是很容易达到多种电子元器件的电磁损伤阈值级别。
【文章来源】：国防科技大学学报. 2020年01期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
电磁脉冲孔缝耦合模型
为了便于后续仿真结果分析，在计算过程中，设置电场强度探针用于记录强电磁脉冲在腔体不同位置处的耦合信号特征。将电场探针分别设置在目标腔体内部中轴线不同位置(yz平面，x=500)，如图2所示，分别为Middle probe(500,500,1000)、A0 probe(500,500,900)、B0 probe(500,500,500)、C0 probe(500,500,100)。2 强电磁脉冲设置
通过对所设置的电场探针测得的信号进行提取，可以得到不同位置处耦合信号的时域波形，如图5所示。对于HEMP,Middle probe和A0 probe测得的电场强度峰值较大，B0 probe和C0 probe处电场强度峰值较小，并且均小于入射场强峰值，这说明只有少部分HEMP能量能耦合进入腔体内部。对于HPM,B0 probe和C0 probe处测得的电场强度大于Middle probe和A0 probe处，并且峰值大于入射场强峰值2×106V/m，这一现象与HEMP孔缝耦合效应有所不同。产生这种现象的原因在于:入射HPM频率较高，耦合进入腔体内部受到孔缝的限制较小，同时，耦合过程中进入腔体内部的电磁能量不断叠加积累，从而导致腔体内部分区域的场强峰值会大于入射场强峰值。图4 t=19.25 ns时刻HPM耦合电场的分布
本文编号：2914200
【文章来源】：国防科技大学学报. 2020年01期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
电磁脉冲孔缝耦合模型
为了便于后续仿真结果分析，在计算过程中，设置电场强度探针用于记录强电磁脉冲在腔体不同位置处的耦合信号特征。将电场探针分别设置在目标腔体内部中轴线不同位置(yz平面，x=500)，如图2所示，分别为Middle probe(500,500,1000)、A0 probe(500,500,900)、B0 probe(500,500,500)、C0 probe(500,500,100)。2 强电磁脉冲设置
通过对所设置的电场探针测得的信号进行提取，可以得到不同位置处耦合信号的时域波形，如图5所示。对于HEMP,Middle probe和A0 probe测得的电场强度峰值较大，B0 probe和C0 probe处电场强度峰值较小，并且均小于入射场强峰值，这说明只有少部分HEMP能量能耦合进入腔体内部。对于HPM,B0 probe和C0 probe处测得的电场强度大于Middle probe和A0 probe处，并且峰值大于入射场强峰值2×106V/m，这一现象与HEMP孔缝耦合效应有所不同。产生这种现象的原因在于:入射HPM频率较高，耦合进入腔体内部受到孔缝的限制较小，同时，耦合过程中进入腔体内部的电磁能量不断叠加积累，从而导致腔体内部分区域的场强峰值会大于入射场强峰值。图4 t=19.25 ns时刻HPM耦合电场的分布
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