典型电子系统电磁脉冲效应及防护实验研究

发布时间：2020-06-25 06:03

【摘要】：在定向能武器日益发展的今天,电磁脉冲攻击已成为各种民用基础设施的现实威胁。各种民用基础设施电子设备种类繁多、数量大,因而它们的电磁脉冲易损性分析和评估是非常必要的。本论文主要从实验的角度对地面通讯系统和信号采集系统的电磁脉冲效应及防护进行了研究。首先,根据工作特性建立了地面通讯系统和信号采集系统模型,分析了核电磁脉冲对系统造成干扰损伤的可能途径。测试了系统的正常工作状态下的信号传输形式,编写了相关程序对系统的工作状态进行监测,并给出了干扰和损伤判据。分别对地面通讯系统和信号采集系统进行了电磁脉冲效应试验,获取了地面通讯系统干扰阈值、信号采集系统的损伤阈值,分析了各系统干扰损伤机理；并对信号采集系统进行多次效应试验,建立了信号采集系统类似件的电磁脉冲效应数据库并给出了小子样数据处理方法。其次,将系统中的两种连接线缆提取出来,对其电磁脉冲效应进行了研究。针对超五类以太网线这一特殊线缆结构的共模干扰问题,建立了多导体传输线模型,采用相模变换的方法推导了解的具体表示；并分别从场强、长度、端接电阻三个方面给出了负载端电压电流计算结果。对于系统中两种线缆的差模干扰,针对辐照场强、放置方式、架空高度、端接电阻等几个影响因素,从实验的角度对其电磁脉冲效应进行了系统研究。比较了共模干扰与差模干扰大小、双绞线结构和平行结构耦合强度的差异。理论计算和试验结果可为以这两种线缆为传输介质的设备的接口电磁脉冲防护提供数据参考。最后,依据效应试验和线缆耦合的计算及试验结果,针对地面通讯系统和信号采集系统提出初步防护措施。拟采取的方法为屏蔽、滤波、限幅；对应的防护措施为添加屏蔽层、加装铁氧体、接入瞬态抑制二极管。针对以上三种防护措施,对其具体应用形式进行了试验验证,并给出了合理的使用方案。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：E92
【图文】：

波形,电磁脉冲模拟器,有界,电场

（）＂［ａ邋．邋？￡0．邋［ｅｘｐ（－Ｍ）邋－邋ｅｘｐ（－舞）］ｆ邋含邋０逦（）逡逑式中；Ａ邋＝邋１．３，Ｅ0＝５．０ｘｌ0４Ｆ／ｍ，ａ＝４．０ｘｌ0７（ｓ－ｉ），店＝６．邋０ｘｌ0８护邋１）逡逑实际试验中测得电磁脉冲电场波形如图２－１所示。其上升沿、下降沿、脉宽逡逑基本满足实验要求，可Ｗ使用此福照场进行后续实验。逡逑１６｜—逦：逦；逦：逦：逦：逦：逦：逦：——Ｉ逡逑１２邋Ｕｉ．．．．．．ｉｉＩ！卓—逡逑言８＾：４ＩＬＩ……Ｉ……………………逡逑１４邋…Ｉ邋…Ｉ．．．ｍ…ｉ沁…逡逑／！邋Ｉ邋＼逡逑＊？？邋？逦：逦逦逦逦逦：逦：逦逡逑：；：：：ｉ邋：：：：逡逑０逦１０逦２０逦３０逦４０逦５０逦６０逦７０逦８０邋白邋０逡逑ｔ／ｎｓ逡逑图２－１实际测得电场波形逡逑本论文中的福射环境由室内有界波电磁脉冲模拟器产生，此电磁脉冲模拟器逡逑的脉冲源由两台电容放电式脉冲源发生器串联组成，脉冲源输出的电压最高可达逡逑７逡逑

矢量图,线缆,合方,位图

电阻接入方式一逦电阻接入方式二逡逑图５－１网线端接电阻的两种惰况逡逑试验中网线分别使用４对２４ＡＷＧ固态纯铜非屏蔽（ＵＴＰ）双绞线，颜色分别逡逑为：１—白q取ⅲ病ァⅲ冲濉茁獭ⅲ础丁ⅲ靛濉桌丁ⅲ叮獭ⅲ贰锥啊ⅲ浮埃珏义贤迹担菜弧７瞧帘瓮呗阃呦呔段埃担玻恚恚迪呔段埃梗担恚恚本段义希担恚恚鞠咛匦宰杩刮欤希希睢＃遥樱玻常驳缋挛纱客枷撸丈海薄凇ⅲ插义稀臁ⅲ场啊ⅲ础猟ァⅲ怠啤ⅲ丁獭ⅲ贰丁ⅲ浮稀ⅲ瑰濉住ⅲ保啊遥宦阃咤义舷呔段埃常恚恚迪呔段埃福恚恚本段担恚恚鞠咛匦宰杩刮保玻盎缤煎义希担乘尽ｅ义贤迹担餐呤滴锿煎瓮迹担冲澹遥樱玻常驳缋率滴锿煎义希担渤謇啵隢B太网线共模干扰仿真计算逡逑在计算网线共模干扰时，采用多导体传输线模型进行分析和研究。在电磁脉逡逑冲福照线缆时，其简化模型如图５－４。认为入射ＥＭＰ为平面波，极化角为ａ、逡逑入射仰角为方位角为线缆有ｎ根

【参考文献】