复杂电磁环境下武器电点火电路电磁安全性评估研究
发布时间：2021-02-12 07:38
复杂电磁环境下,电磁能量会通过辐射、传导等不同路径进入电子系统/设备内部电路,从而干扰其正常工作。尤其是对于电火工品来说,进入其内部的电磁能量达到一定幅度后,可能会引起电火工品的误触发,进而造成人员、经济方面巨大损失,这在国内和国际上已屡见不鲜。基于当前海军武器装备研制需求,诸如航空火箭弹、航空炸弹等常规武器面临舰载平台的使用环境,而现代舰船在有限空间内集中装备大量通信、导航、雷达等大功率无线电子设备,在舰面甲板上形成复杂的电磁场分布,频率宽、幅值大,存在电磁安全隐患,必须对电火工品在该环境条件下的安全进行评估。本文针对航空火箭弹上舰的实际需求,研究探讨了复杂电磁环境下武器电点火电路的安全性评估方法和流程:（1）本文分析了舰面电磁环境及其形成机理,并对其构成进行分析,梳理构成因素;建立了某舰船电磁仿真模型、短波通信天线模型和抛物环面雷达天线模型,对天线的自由空间方向图、装船后方向图、舰面电场强度分布和船身电流分布进行了仿真计算。根据仿真结果进行了初步分析,并与美军标中舰面电磁环境的标准限值进行了比对,并以此作为后续安全性评估工作的输入指标;（2）在分析某火箭弹的组成结构、使用流程基础上...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矩量计算法
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文面区域子元素分组，两元素组间根据其所处的位置关系确定相互之间的互使用不同的方法进行计算：两个相邻组间由于其相互之间的紧耦合，可使规矩量法进行求解。而不相邻的两个组间需要经先聚合、再转移、后配置程和方法求解。对某个特定的场点组，先将其若干个非邻近组内所有子散形成的贡献“聚合”到各个的组中心实现表达功能；给定场点组的组中心是由组的贡献通过这些组的组中心“转移”实现的[32]；再将所有非相邻贡献通过该组中心“配置”到该组内各子散射体。计算散射体表面上的N散射体的互耦时，每个子散射体都是一个单极子（即散射中心），总共需数值计算量达到 O(N2)。如果应用快速多极子方法计算，其任意两个子散的互耦由它们所在组的多极子联系，那么数值计算量会达到 O(N1.5)[33]。
(a) 第一层分组 (b)第二层分组 (c) 第三层分组图 2-3 多层快速多极子示例MLFMM 的算法基础为快速多极子算法，因此其核心算法原理中同样将矩阵与矢量相乘的直接求解分解成聚集、转移、发散等三个步骤。整个计算过程从顶层不断向低层扩展，其中聚集与发散的过程上一层完成，通过转移过程进行移置中心以及插值来实现下一层的聚集与发散过程。而转移过程，多层快速多极子算法与快速多极子算法的运行步骤基本相同，二者的区别在于 MLFMM仅在同一层的次相邻中心进行操作[35]。以图 2-3 中的三层划分为例，描述了 MLFMM 的计算过程。首先以第二层的聚集为例说明算法中聚集过程的实现方式，该示例通过先进行移置第三层区域划分的中心，然后插值等步骤来实现其过程。假设此层中的每个正方形划分区域内未知求解量的个数为 N3，则存在 M=N/N3个正方形。聚集在以“U”为中心的小正方形中心区域内的平面波数量要低于未知求解量数量 N3，因此“U”至“o”的移置过程需要求解的未知求解量要远远低于 N3×
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料在国外海军舰船上层建筑上的应用与发展[J]. 钱江,李楠,史文强. 舰船科学技术. 2015(01)
[2]电子装备面临的强电磁脉冲环境分析[J]. 李名杰,刘进. 装备环境工程. 2012(02)
[3]应对复杂战场电磁环境的舰船防护设计[J]. 赵刚,郑生全,侯冬云,刘其凤,邓峰. 河北科技大学学报. 2011(S2)
[4]电磁环境下桥丝式电火工品安全性仿真研究[J]. 常新龙,王建龙,张磊. 包装工程. 2011(23)
[5]基于FDTD对GHz横电磁波室工作区的场强仿真[J]. 于晓峰,邹澎. 科学技术与工程. 2011(17)
[6]桥丝式电火工品电磁脉冲效应研究[J]. 相辉,谢彦召,封青梅,赵团,韩军. 火工品. 2011(02)
[7]基于场线耦合理论的电爆装置射频感应电流仿真研究[J]. 李贵兰,李国新,汪佩兰. 系统仿真学报. 2011(02)
[8]半导体桥火工品的防静电和防射频技术[J]. 陈飞,周彬,秦志春,李敏,李鹏. 爆破器材. 2010(03)
[9]多制式室内分布系统干扰问题分析[J]. 钟瑾,李萌,耿玉波. 邮电设计技术. 2010(06)
[10]舰载多天线互耦分析与优化布局[J]. 熊艳晔,王俐莉,毛滔. 舰船电子对抗. 2010(01)
博士论文
[1]电大尺寸含腔体复杂目标矢量电磁散射一体化精确建模与高效算法研究[D]. 王浩刚.电子科技大学 2001
硕士论文
[1]水面舰船单鞭天线辐射特性及安装布局的研究[D]. 童谣.华中科技大学 2015
[2]一种舰载电子设备的电磁兼容性研究与设计[D]. 杨显彬.电子科技大学 2013
[3]潜艇电磁场环境仿真方法研究[D]. 王立.中国舰船研究院 2011
[4]舰船电磁兼容性评估仿真系统研究[D]. 王征.国防科学技术大学 2008
[5]矩量法在射频电路设计中的应用[D]. 陈勇.华中科技大学 2006
本文编号：3030497
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矩量计算法
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文面区域子元素分组，两元素组间根据其所处的位置关系确定相互之间的互使用不同的方法进行计算：两个相邻组间由于其相互之间的紧耦合，可使规矩量法进行求解。而不相邻的两个组间需要经先聚合、再转移、后配置程和方法求解。对某个特定的场点组，先将其若干个非邻近组内所有子散形成的贡献“聚合”到各个的组中心实现表达功能；给定场点组的组中心是由组的贡献通过这些组的组中心“转移”实现的[32]；再将所有非相邻贡献通过该组中心“配置”到该组内各子散射体。计算散射体表面上的N散射体的互耦时，每个子散射体都是一个单极子（即散射中心），总共需数值计算量达到 O(N2)。如果应用快速多极子方法计算，其任意两个子散的互耦由它们所在组的多极子联系，那么数值计算量会达到 O(N1.5)[33]。
(a) 第一层分组 (b)第二层分组 (c) 第三层分组图 2-3 多层快速多极子示例MLFMM 的算法基础为快速多极子算法，因此其核心算法原理中同样将矩阵与矢量相乘的直接求解分解成聚集、转移、发散等三个步骤。整个计算过程从顶层不断向低层扩展，其中聚集与发散的过程上一层完成，通过转移过程进行移置中心以及插值来实现下一层的聚集与发散过程。而转移过程，多层快速多极子算法与快速多极子算法的运行步骤基本相同，二者的区别在于 MLFMM仅在同一层的次相邻中心进行操作[35]。以图 2-3 中的三层划分为例，描述了 MLFMM 的计算过程。首先以第二层的聚集为例说明算法中聚集过程的实现方式，该示例通过先进行移置第三层区域划分的中心，然后插值等步骤来实现其过程。假设此层中的每个正方形划分区域内未知求解量的个数为 N3，则存在 M=N/N3个正方形。聚集在以“U”为中心的小正方形中心区域内的平面波数量要低于未知求解量数量 N3，因此“U”至“o”的移置过程需要求解的未知求解量要远远低于 N3×
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料在国外海军舰船上层建筑上的应用与发展[J]. 钱江,李楠,史文强. 舰船科学技术. 2015(01)
[2]电子装备面临的强电磁脉冲环境分析[J]. 李名杰,刘进. 装备环境工程. 2012(02)
[3]应对复杂战场电磁环境的舰船防护设计[J]. 赵刚,郑生全,侯冬云,刘其凤,邓峰. 河北科技大学学报. 2011(S2)
[4]电磁环境下桥丝式电火工品安全性仿真研究[J]. 常新龙,王建龙,张磊. 包装工程. 2011(23)
[5]基于FDTD对GHz横电磁波室工作区的场强仿真[J]. 于晓峰,邹澎. 科学技术与工程. 2011(17)
[6]桥丝式电火工品电磁脉冲效应研究[J]. 相辉,谢彦召,封青梅,赵团,韩军. 火工品. 2011(02)
[7]基于场线耦合理论的电爆装置射频感应电流仿真研究[J]. 李贵兰,李国新,汪佩兰. 系统仿真学报. 2011(02)
[8]半导体桥火工品的防静电和防射频技术[J]. 陈飞,周彬,秦志春,李敏,李鹏. 爆破器材. 2010(03)
[9]多制式室内分布系统干扰问题分析[J]. 钟瑾,李萌,耿玉波. 邮电设计技术. 2010(06)
[10]舰载多天线互耦分析与优化布局[J]. 熊艳晔,王俐莉,毛滔. 舰船电子对抗. 2010(01)
博士论文
[1]电大尺寸含腔体复杂目标矢量电磁散射一体化精确建模与高效算法研究[D]. 王浩刚.电子科技大学 2001
硕士论文
[1]水面舰船单鞭天线辐射特性及安装布局的研究[D]. 童谣.华中科技大学 2015
[2]一种舰载电子设备的电磁兼容性研究与设计[D]. 杨显彬.电子科技大学 2013
[3]潜艇电磁场环境仿真方法研究[D]. 王立.中国舰船研究院 2011
[4]舰船电磁兼容性评估仿真系统研究[D]. 王征.国防科学技术大学 2008
[5]矩量法在射频电路设计中的应用[D]. 陈勇.华中科技大学 2006
本文编号：3030497
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