雷电瞬态电磁脉冲的耦合效应研究

发布时间：2020-04-18 22:41

【摘要】：针对雷电瞬态电磁脉冲的耦合效应问题,利用理论与试验相结合的方法,采用冲击电流发生器(ICGS),建立实验室模拟雷电通道模型对线缆及天线进行电磁辐射,分析了不同条件下的线缆、天线耦合雷电瞬态电磁脉冲情况;使用开路电压波对结型场效应管和绝缘栅型场效应管进行击穿测试,并采用TVS管做保护器件,分析了器件对雷电电磁波的抑制作用。试验表明:(1)线缆耦合电压与冲击电流呈线性关系,随冲击电流的增加而增大。在时域,放电瞬间耦合电压达到最大值,然后迅速减小,接收信号时间范围集中在0~5μs,峰值电压出现在0.5μs左右;在频域,耦合电压最高幅值均集中于1MHz左右,中心频率大概在1MHz左右。(2)随着架空高度或线缆长度的增大,线缆耦合电压峰值及能量随之变大,单位冲击电压下耦合电压变化量增加。线缆越长,达到耦合电压峰值的时间越快,峰峰值间隔时间越长,最大幅值频率向低频移动。线缆长度一定时,线缆耦合电压峰值随埋地深度的加深而减小。(3)雷电流能量主要集中在低频部分,且随着频率的增大增值减小,但在高频部分也有一定的比重。快天线波形超前于磁天线波形,随着冲击电流的增大,天线的幅值和能量整体呈增长趋势。天线接收信号效果与天线到电流源的距离成反比,幅值呈现前段急速下降、后段下降平缓的趋势。(4)绝缘栅型场效应管的击穿电压整体高于结型场效应管,对同一对被测管脚来说,开路条件下的击穿电压高于其两端施加反向偏置电压时的击穿电压。TVS管能对场效应管进行很好的保护,在用于放大电路希望得到更高的输入电阻和击穿电压时,可以选择采用绝缘栅型场效应管。
【图文】：

线(TL)理论作近似分析(忽略导体上的二次辐射)，，，分析起来较为简单，其次，对于电缆一类长导体。随着计算电磁学的不断发展和微型计算机计算能合作为电磁散射问题作时域全波分析已成为可能。求得长导体上感应电流、电压的频域表达式，通过波形然后作相应分析[45-47]。耦合雷电电磁脉冲机理入射的雷电电磁脉冲视为平面波。图 2.1 给出了描 p 为来波方向；Eiv为垂直极化波电场分量；Eih为

图 2.2 等效传输线电路的平面波作用于图 2.2 所示传输线上，沿线的电压和zdVE IZdz dIVYdz 方程求导，再代入另一个方程，可得以下二阶微分方222zd V dEVdz dz 222zd II YEdz ZY(2-4)的解为
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P427.3

【参考文献】

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本文编号：2632618