高空核电磁脉冲辐射下的舰船电磁特性研究

发布时间：2021-02-11 15:04

　　高空核电磁脉冲具有包含能量高、形成场强高、作用范围广等特点，能够通过各种途径耦合到电子系统中，高空核电磁脉冲对电子系统或设备已构成了非常严重的威胁。现代化舰船上都装备有多种多样的电子系统和设备，因此，研究高空核电磁脉冲对舰船电磁环境的影响具有重要意义。本文首先介绍了高空核电磁脉冲的产生机理及其主要特点，并给出了几种目前已有的波形表述标准。接着对高空核电磁脉冲源的等效方法展开了研究，本文采用的是频域研究方法，即将高空核电磁脉冲时域波形进行傅里叶变换后在频域下进行分析；本文设计了一个角锥喇叭天线，用于等效核电磁脉冲源向舰船辐射电磁波。本文通过对电磁计算方法的研究比较得出，适合对电大尺寸的舰船的电磁环境进行计算的方法是物理光学法与物理绕射理论相结合的方法。然后在利用Ship EDF舰船电磁环境仿真软件研究时，用等效核电磁脉冲源向舰船辐射，采用上述计算方法对舰船在高空核电磁脉冲辐射下的电磁特性进行了仿真研究。为了研究舰船桅杆等特定结构对舰船电磁环境的影响，本文考察了在舰船没有桅杆、舰船既没有桅杆又没有部分建筑和完整舰船三种情况下的舰船电磁环境特性；为了研究辐射方向对舰船电磁环境影响，本文选取对... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

角锥喇叭天线模型

该角锥喇叭建模并仿真，天线模型如图 3.10 所示，增益和方向图如图 3.11、图 示，实线为 E 面、虚线为 H 面。该天线具有高增益、方向性好的特点，通过仿真，该天线我们的符合研究要求。图 3.10 角锥喇叭天线模型

图 3.12 角锥喇叭天线方向图 E 面（左）、H 面（右）3.3 自由空间中的电波传播分析根据电波在自由空间计算公式，可以计算距离天线任意一点处的电场强度。且场强与发射天线的辐射功率和距离发射天线的远近有关[29]。设天线置于自由空间，均匀向外辐射，在最大辐射方向上，辐射功率为PΣ，距离天线 d 处的能量密度为24PSπdΣ= (3-76)在远离天线 d 处，认为辐射的电磁波为平面波。则，电场强度与磁场强度满足关系式0 0E H = 120π，电场与磁场相位相同。通过单位面积的平均功率为200 012 240ES E Hπ= = (3-77)E0和 H0为有效值。令（3-76）等于（3-77），得距离天线 d 的接收点处产生的场强为60tP GEΣ= (3-78)

【参考文献】：
期刊论文
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[3]战场复杂电磁环境构成分析[J]. 李楠,张雪飞.  装备环境工程. 2008(01)
[4]超宽带天线矩形口径辐射特性研究[J]. 林春,王绪本,邹倩颖.  地球物理学进展. 2007(01)
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[10]舰船电磁脉冲效应和防护技术[J]. 万海军,汤仕平,张勇.  安全与电磁兼容. 2003(03)

硕士论文
[1]复杂舰船环境下电磁场分布特性研究[D]. 吴小川.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：3029294