车载线缆的高空核电磁脉冲响应分析

发布时间：2020-10-18 00:21

　　 现代信息化战争中,各种高新武器发挥着比以往更重要的作用,尤其是信息化武器。特种车辆信息化设备作战效能的发挥,受制于各种战场复杂电磁环境的影响,特种车辆电磁兼容性越来越重要。高空核电磁脉冲是构成电磁环境的典型强干扰源,是一种强度高、作用时间短、频率范围宽的的射频脉冲,可以通过多种耦合途径进入车辆内部,威胁车载电子设备的工作效能。论文选题来源于“车辆强电磁脉冲干扰防护仿真技术研究”国防预研基金项目,以传输线方程为理论基础,利用基于有限积分算法的电磁仿真软件CST,建立了车辆和屏蔽体的电磁模型,仿真分析高空核电磁脉冲对特种车辆内部线缆的耦合响应。主要研究内容如下:1.研究了有限导体平面上单根线缆的辐射和平行双线的串扰电流,仿真结果表明:有屏蔽层的同轴线比没有屏蔽层的单线外部电场强度小,具有更好的防止电磁泄露的能力,同轴线串扰电流较小,线缆电流波形也更接近激励源波形;2.研究了有限导体平面上线缆的高空核电磁脉冲响应电流,仿真结果表明:有屏蔽层的线缆响应电流较没有屏蔽层的线缆明显降低;线缆离地面越近,进入线缆的电磁能量少,响应电流低;对于存在外导体的线缆,响应电流与外导体厚度成反比;电场极化方向与线缆方向平行时产生响应电流最大;当脉冲入射方向与线缆所在平面垂直时,线缆响应电流最大;3.研究了理想开孔腔体和车辆内部不同位置处,高空核电磁脉冲的辐照响应。仿真结果表明:开孔线性尺寸越小,腔体越厚,屏蔽效果越好;孔阵比单孔的屏蔽效果好,适当增加孔阵的间距可以提高腔体的屏蔽效果。车尾部的电场强度最大,侧面照射时车内电场强度比顶面照射时分布更为集中;4.研究了特种车辆内部线缆的高空核电磁脉冲响应,仿真结果表明:车辆尾部线缆响应电流最大,平行于电场极化方向的线缆响应电流较大,有屏蔽层的线缆响应电流较小。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TL91;TJ810.3
【部分图文】：

西安电子科技大学硕士学位论文20图3.2 电磁脉冲照射线缆示意图式中， 是入射角；iE 是入射电场， k 是电磁波入射方向， I 为响应电流，V 为响应电压，线缆长度为 h，由麦克斯韦方程可得：0 E j H(3-21)线缆的激励电场和磁场分别来自于入射波的以及地面反射波，所以电场与磁场可以写成两部分：exE (激励电场)=incE (入射电场)+refE (地反射电场)

西安电子科技大学硕士学位论文22图3.3 电磁脉冲照射线缆示意图式中， 是入射角；iE 是入射电场， k 是电磁场入射方向， I 为响应电流，V 为响应电压，d 为积分圆柱直径，由麦克斯韦方程可得：0 H j E J(3-31)0s A dS (3-32)对图 3.3 中的圆柱侧面做积分，可得：( )( ) ( ) 0rsI x d I x j E rd dx (3-33)式中rE 为积分侧面法向电场

地面的正中间，在线缆上方 20cm 处设置点电场探针以观察线缆漏泄电场，仿真模型如图所示：图4.2 单根线缆辐射电磁模型在本节，单线与同轴线的激励信号采用频率为 130MHz，峰值为 1V 的正弦波，在分布参数电路模型中，线缆的每个端点都接有一个负载为 50 欧姆的电阻。同轴线相较于单线多了屏蔽层，在分布参数电路中将同轴线屏蔽层接地，单线与同轴线负载接地，分布参数电路模型如图所示：激励探针线缆端口1 端口2GND150欧姆图4.3 单线自辐射分布参数电路模型
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本文编号：2845508