毫米波近炸探测器超宽带电磁脉冲防护加固措施研究

目的 研究毫米波引信近炸探测器超宽带(Ultra-wideband,UWB)电磁脉冲防护加固措施,提高引信的电磁防护能力。方法 利用超宽带辐照试验平台,开展辐照试验,通过测试,确定受损探测器的损伤部位,明确辐照效应机理,并提出针对性加固措施。结果 超宽带电磁脉冲可使探测器出现死机或硬损伤的现象,受试探测器的效应场强阈值在50~80 kV/m。死机可在重启后恢复,而硬损伤为不可恢复现象。结论 毫米波引信近炸探测器对超宽带电磁脉冲较为敏感,锁相环回路是探测器的敏感部位。探测器暴露在辐照场下的射频电路和天线窗口是超宽带能量的主要耦合通道。采取改进元器件布局、更换器件和屏蔽线等加固措施后,探测器超宽带的防护能力有较大提升,证明了加固措施的有效性。     

一款用于无线通信系统的小型滤波器天线

目的设计一款适用于现代无线通信系统小型的滤波器天线。方法由一微带开口环谐振器、一段耦合线和一个Г型天线组成一款滤波器天线。这个Г型天线由耦合线激励,在设计中起着导纳变换器的作用。Г型天线不仅起着辐射的作用,同时也是滤波器最后一个谐振器,使滤波器和天线之间基本没有损耗,在仿真调试后,加工成实物进行测试。结果该滤波器天线在反射系数S11<-10 dB的阻抗带宽有12.7%(2.36~2.68 GHz),滤波器天线具有平坦的通带,通带内的最大差异为0.84 dB。滤波器天线通带外增益不到-15 dBi,这说明滤波器天线具有很好的带外抑制性。结论设计的滤波器天线通带内天线增益较为平坦,且拥有良好的带外抑制特性、滤波与辐射特性,并且损耗很低,很适合用于现代无线通信系统的射频前端。     

一种移动式强电磁脉冲干扰模拟试验系统的集成设计研究

目的基于地面平台系统对雷达脉冲瞬态等强脉冲干扰环境的适应性试验需求,研究一种移动式强电磁脉冲干扰模拟试验系统的集成设计方案。方法研究试验系统的基本组成,对影响试验系统指标的三个关键因素测试距离、发射功率和天线增益进行仿真分析与优化匹配设计。提出工程化的实施方案,并且完成试验系统的构建集成,对功率、场强等关键性指标进行实际测试验证。结果脉冲功率放大器的功放在各频点的峰值功率均为300 k W以上。所构建的试验系统在5,10 m距离的场强分别大于5000,2500 V/m,达到设计指标要求,同时也满足移动性、照射区域等试验使用要求。结论该测试平台全面考虑了信号形式、功放输出功率、信号驻波反射、系统匹配等条件,确保了高场强环境下场强量值分布、辐照区域大小等技术参数。可以准确量化系统测试的技术参数,明确定义测试条件及执行步骤,大幅提高了测试的一致性、重复性。同时兼顾考虑了进行军械系统电磁辐射危害(EMRADHAZ)试验的能力。     

脉冲激光发射模块电磁屏蔽效能仿真分析

目的 提高脉冲激光发射模块的电磁兼容性。方法 基于腔体的电磁屏蔽机理,使用HFSS软件,建立脉冲激光发射模块腔体模型,以电磁敏感度、电磁干扰2个方面对腔体电磁屏蔽效能进行仿真分析。结果 设计的双层屏蔽腔体在电磁波辐照频率为1~100 kHz时,屏蔽效能达到28 dB;电磁波辐照频率为0.2~18 GHz时,屏蔽效能达到47 dB。结论 当电磁波辐照频率在1~100 kHz时,腔体的屏蔽效能随频率的增加而增大。辐射源外部激励时,双层屏蔽腔体使用外层铁内层铜屏蔽效能较高。电磁波辐照频率在0.2～18 GHz时,腔体的屏蔽效能随频率的增大而减小,且发生了谐振效应。当腔体厚度相等时,双层屏蔽的屏蔽效能高于单层屏蔽。使用电缆连接器代替孔洞进行信号传输时,腔体屏蔽效能增加。     

基于光声光谱技术的氟化氢气体检测仪的研究

环境污染源排放的氟化氢气体具有腐蚀性强,环境危害性大,排放浓度低的特点。为了实现污染源中排放量低,污染严重的氟化氢气体痕量检测,研制了一种基于光声光谱(PAS)检测原理的污染源氟化氢气体检测仪。通过研究氟化氢气体的特征性吸收波段为1.3μm,并采用谐振环的光谱优化技术实现仪器对氟化氢的选择性吸收。同时通过研究品质因子,共振频率,声压大小及共振腔长的关系和光声池材料的选择,完成了光声池的结构设计。实验结果表明,该仪器的光声信号和气体浓度成良好的线性关系,且灵敏度达到0.08μL/L,系统重复性为1.14%,系统稳定性为4%,同时也表明选用耐腐蚀性强的ZnSe玻璃作为光声池材料使得该检测仪具有抗干扰能力强的特点,能广泛应用于环境中气体污染源的监测。     

自供电式同步翻转电荷提取电路的优化设计

目的 解决现有接口电路俘能效率低、开关控制电路模块结构复杂等问题。方法 基于电压翻转及电荷提取技术,提出一种自供电式同步翻转电荷提取的压电能量俘获电路(Self-Powered Optimized Synchronous Inversion and Charge Extraction Circuit,SP-OSICE)。该电路设计了2个电压峰值检测电路,检测压电换能器两端电压峰值,并在正峰值处进行一次电压翻转,然后在负峰值处采用同步电荷提取方法,提取压电换能器寄生电容上储存的电荷,提高能量的收集效率。结果 在低负载区,SP-OSICE电路的输出功率略低于SICE电路的输出功率,随着负载电压的增大,SP-OSICE电路的输出功率略高于SICE电路,且可达到全桥整流电路最大输出功率的6倍以上。结论 SP-OSICE电路优化了SICE电路中的开关控制策略,无需整流桥结构,提高了接口电路的输出功率。整体电路采用自供电设计,无需外部辅助电路控制晶体管通断,降低了电路结构的复杂性。仿真和实验结果均验证了SP-OSICE电路的优势。     

基于双电极传感器的腐蚀电流检测系统抗扰技术

目的 针对金属电化学腐蚀中腐蚀电流检测,设计一种高精度I-V转换的微电流检测电路,突破宽范围微弱电流高精度检测技术。方法 通过分析电路的稳定性,针对100 pA~10 mA的微弱腐蚀电流采集,采用法安级偏置运放实现I-V转换,设计基于ADG708电子开关的8档自动调节电路,并通过24位ADC实现高精度模数转换。针对微弱电流采集中信号易受噪声的影响,设计自适应滤波器用于信号滤波处理。结果 通过MATLAB仿真自适应滤波器的有效性,结果表明,在采集i(k)=2sin(2πk)电流时,误差从0.29 mA(1σ)降低到0.003 9 mA(1σ)。通过电流源校准测试系统精度,在100 pA时误差最大,为4.7%;在10 mA时误差最小,为0.049%。当电流值低于100 nA时,测量误差可以控制在5%以内;100 nA以上时,测量误差可以控制在1%以内。结论 在微弱电流采样中引入自适应滤波器后,系统的采样精度显著提高,突破了宽范围的腐蚀电流采集技术,实现了微弱电流检测。可以将腐蚀电流应用在金属腐蚀速率的评价中。     

基于斜投影算子的引信抗主瓣干扰方法

目的 利用信号极化域信息滤除干扰信号,解决回波阵列期望信号和主瓣干扰信号的入射角一致导致空域滤波抗干扰失效的问题。方法 由于主瓣干扰信号的极化状态通常是未知的,为此提出基于斜投影的抗主瓣干扰方法。该方法利用极化域–空域联合谱多信号分类算法,估计主瓣干扰信号的极化状态。然后,利用期望信号和主瓣干扰信号极化状态的差异,通过构造斜投影算子,处理阵列接收数据,从而滤除主瓣干扰信号。结果 当主瓣干扰导向矢量失配,或者期望信号与主瓣干扰信号的极化状态满足一定程度的差异时,基于斜投影的抗主瓣干扰方法均取得良好效果。结论 基于斜投影的抗主瓣干扰方法具有稳定性好、鲁棒性强等优点,可应用于雷达、无线电引信等系统对主瓣干扰的抑制,提升雷达、无线电引信等系统适应复杂电磁环境的能力。     

侵彻引信用磁电传感器的输出特性仿真分析

目的 解决侵彻引信用磁电传感器在不同侵彻环境下输出特性难以预知的问题,掌握不同结构参数对传感器输出的影响。方法 基于一种新型磁电传感器的结构原理,提出一种联合仿真研究方法,研究过程分为2部分,一部分是利用ADAMS软件进行磁电传感器惯性系统的力学特性仿真,另一部分是利用COMSOL软件进行传感器机电转换元件的磁电特性仿真,仿真模型的输入是战斗部在穿靶过程中的过载信息。通过磁电传感器在多次冲击加载试验中获取的实测数据,对仿真模型的仿真结果进行验证。改变仿真模型的相关参数,模拟并分析传感器结构对仿真输出特性的影响。结果 仿真穿靶时间的平均绝对误差约为138 μs,穿靶时刻仿真电压值的平均相对误差约为5.9%。在给定力学环境的前提下,侵彻引信用磁电传感器中的线圈与磁铁的相对高度会影响输出信号的正负、幅值以及波峰出现的时间,线圈匝数、线圈与磁铁之间的间隔仅对信号的幅值产生影响。结论 仿真误差在可控范围内,验证了联合仿真模型的正确性与该研究方法的可行性。该仿真模型可以为侵彻引信用磁电传感器的设计提供指导,并为后续进一步验证侵彻引信起爆控制系统的性能工作提供了新的思路。     

基于高阶递归神经网络的AUV鲁棒控制方法

目的 提出一种基于高阶递归神经网络的AUV鲁棒控制方法。方法 利用结构简单但逼近效果优越的高阶递归神经网络,对建模不确定性和外部未知干扰进行估计,并将其补偿到输入控制律中,以提高控制性能。之后,基于HJI理论和Lyapunov稳定性分析导出神经网络权重自适应更新律和AUV自适应控制律,设计反步滑模方法作为对比方法,并进行仿真实验。结果 设计的基于高阶递归神经网络的AUV鲁棒控制方法的跟踪误差、调节时间等控制指标均优于反步滑模方法。设计的鲁棒控制方法可以控制AUV精确跟踪目标轨迹,同时具有优秀的控制性能和鲁棒性。结论 这一研究为AUV轨迹跟踪控制领域提供了一种高效且有效的方法,有望在复杂、不确定的水下环境中得到应用。     

电子装备面临的强电磁脉冲环境分析

随着战场电磁环境日趋复杂,大量使用微电子器件和电发火装置的现代化武器装备愈发脆弱。论述了强电磁脉冲特征及对电子设备的损伤机理,以静电放电电磁脉冲（ESDEMP）、雷电磁脉冲（LEMP）、核电磁脉冲（NEMP）、高功率微波及超宽带（HPM＆UWB）等典型强电磁脉冲为例,介绍了其数学模型。数学模型解释了强电磁脉冲的产生及变化规律,是实施电磁防护工程的前提和基础。认为只有把握好强电磁脉冲的数学规律,才能做到有效防护。     

美国水面舰船电磁脉冲防护标准浅析

为了提高强电磁脉冲的防护能力,必须面对雷电、核电磁脉冲高功率微波的挑战。首先分析了水面舰船电磁脉冲能量的耦合方式和途径,包括"前门"耦合,"后门"耦合,并在此基础上分析了国外水面舰船,主要是美国水面舰船强电磁脉冲防护的标准及要求,为我国水面舰船的强电磁脉冲防护标准制订提供技术参考。     

Oxidation of gaseous elemental mercury in a high voltage discharge reactor

Effects of the voltage waveform, discharge tooth wheel number and CO2/NO/SO2 concentration in the simulated flue gas on Hg0 oxidation were investigated using a link tooth wheel-cylinder reactor energized by di erent high voltage power supplies. Negative DC discharge induced more ozone production and a higher Hg0 oxidation e ciency than positive DC discharge and 12 kHz AC discharge. The discharge tooth wheel number had almost no e ect on the maximum Hg0 oxidation e ciency. The allowable supplied voltage decreased with the increase of discharge tooth wheel number. CO2 could stabilize the discharge process and increase the maximum voltage for a stable discharge. It has also been found that NO consumed O3 induced by high voltage discharge, thereby decreased Hg0 oxidation e ciency; while SO2 had a slight promoting e ect on Hg0 oxidation.     

电晕放电等离子体烟气脱硫电源和放电极的研究

当今治理SO2大气污染已经迫在眉睫,势在必行。探求技术上先进、经济上合理的脱硫技术是现阶段环保领域广泛关注的焦点之一。电晕放电等离子脱硫技术是一项新颖的,极有发展前途的干法烟气处理技术。在电晕放电脱硫试验中,考察直流电源和脉冲电源在脱硫反应中的放电性能,相同条件下,脉冲电源的脱硫效率高于直流电源。对比四种不同电极的放电性能,在其它条件相同情况下,喷嘴电极的脱硫效率最高,锯齿电极脱硫效率次之,角钢芒刺电极脱硫效率第三,星型线电极脱硫效率最低。其原因为放电性能主要取决于放电极的曲率半径。     

电晕放电等离子体烟气脱硫放电极的试验研究

目前,我国的SO2污染已经非常严重,所以削减SO2的排放量是今后环保工作的重点。探求技术上先进、经济上合理的脱硫技术是现阶段环保领域广泛关注的焦点之一。电晕放电等离子脱硫技术是一项新颖的,极有发展前途的干法烟气处理技术。在电晕放电脱硫试验中,考察四种电极在直流电源和脉冲电源下的放电性能。结果表明,相同条件下,脉冲电源的脱硫效率高于直流电源。对比四种不同电极的放电性能,其它条件相同情况下,喷嘴电极的脱硫效率最高,锯齿电极脱硫效率次之,角钢芒刺电极脱硫效率第三,星型线电极脱硫效率最低。其原因为放电性能主要取决于放电极的曲率半径。当氨气从放电极喷出时,烟气脱硫效率高于氨气从烟气入口进入的状况。     

高铁隧道环境下的智能除尘器设计与实现研究

在高铁隧道环境下进行智能除尘,保护高铁隧道的内部环境,设计一款基于嵌入式ARM的高铁隧道除尘器,设计的高铁隧道除尘器包括扬尘传感器模块、AD模块、上位机模块、控制模块和执行器模块等子系统.扬尘传感器使用DS18B20,测量量程20%~90%RH,采用ADSP21160处理器进行除尘器的控制系统设计,控制器将常开节点输出低电平,实现灰尘浓度的自适应感知,外加转换模块进行时钟采样,通过构建时钟电路进行高铁隧道除尘器的低电复位和高压控制,DSP控制D/A转换器实现功率放大,降低除尘器功耗,并提高除尘器的输出功率.通过硬件电路模块化设计方法实现除尘器设计.系统测试结果表明,该除尘器能有效实现高铁隧道除尘功能,工况稳定,系统可靠性较强.     

半干式电晕放电烟气脱硫脱硝技术研究

提出了一种新的半干式电晕放电烟气脱硫脱硝方法,将含有SO2和NOX的高温烟气引入喷雾干燥塔增湿降温,然后引入电晕放电烟气净化器,施加高电压,并加入氨气,氨与电晕放电协同作用,将SO2和NOX转化为铵盐颗粒,并从烟气中分离出来,收集在极板(管)上,用水冲洗极板上的产物。将产物溶液喷入喷雾干燥塔,雾滴蒸发干燥形成较大的铵盐颗粒,加以回收,同时使烟气增湿降温。     

应用消毒剂建立宿轮虫的无菌培养系

以污水生物处理中一种常见的有益微型动物——宿轮虫为对象,进行了应用消毒剂建立宿轮虫的无菌培养系的方法学研究.在对消毒剂次氯酸钠、甲醛及PreventolD7分别作用下的轮虫培养液中宿轮虫卵的孵化率和细菌密度变化趋势分析的基础上,建立了以确保较高的卵孵化率为前提、通过多次的抑菌培养轮虫、使培养液中细菌数量逐渐减少直至消亡、最终获得无菌轮虫的方法,即逐渐减菌方法.该方法与传统的一次性灭菌方法相比,克服了传统方法在轮虫存活率很低的条件下进行无菌化的缺点,因此,可降低对消毒条件的严格要求并提高了成功率.运用逐渐灭菌方法,为确保约50%的卵孵化率,分别使用40μL·L-1甲醛和4μL·L-1 PreventolD7进行48h抑菌培养,经过4次对宿轮虫的抑菌培养,均获得了无菌的宿轮虫种群.实验结果表明,无菌化宿轮虫种群的繁殖速度与未经无菌化的宿轮虫种群相当.     

高压太阳能电池阵与电子设备在等离子体环境中的毁伤机理

目的通过研究高压太阳能电池阵与电子设备在等离子体环境中气体放电的毁伤机理,从而可运用于军事上的电子对抗、干扰及隐身技术。方法通过分析气体放电的几种基本形式,研究太阳能电池阵和电子设备在等离子体射流或等离子体环境下可能发生的放电过程。结果高压太阳能电池阵在等离子体环境下易产生电弧放电现象,而电子设备在此环境下的毁伤主要是通过内部充电与外部充电产生的。结论在等离子体环境中,气体放电会对高压太阳能电池阵和电子设备产生严重的影响,可以利用这种影响对空间邻域的探索提供帮助。     

强电离放电产生臭氧气体的方法

为实现用电场强度、电子能量控制臭氧产生浓度和臭氧分解,采用α型Al₂O₃制成电介质薄层(230μm)以及窄放电间隙(110μm)的新工艺,取得折合电场强度E大于400Td的强电离放电,电子取得平均能量大于10eV,臭氧浓度达到200g/m³,臭氧产生效率达到100g/(kW·h).进而实现臭氧产生装置生产组合模块化、小型化.