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。     

电磁脉冲武器对车辆装备的损伤效应研究

根据电磁脉冲武器的损伤机理和特点,分析了电磁脉冲武器对车辆装备的损伤效应,并选取车辆上典型电子系统进行试验研究。结果表明车辆装备电磁能量耦合途径多、敏感对象多,电磁脉冲武器对其主要损伤效应是工作失灵和功能损坏。     

车辆强电磁脉冲条件下的分层防护及验证方法探讨

目的提高地面整车装备在强电磁脉冲环境中的生存能力,研究高场强条件下的分层电磁防护技术。方法研究强电磁脉冲干扰的车辆耦合途径,在综合考虑车辆生存能力、功能任务、费效比等因素的前提下,探讨从元器件级、设备分系统级、整车级进行电磁防护的方法,并提出验证方法。结果提出了基于分层的电磁防护措施,探讨了外部射频电磁环境适应性测试和电缆束瞬态传导敏感度测试等验证方法。结论要提高地面整车装备在强电磁脉冲环境中的生存能力,应当继续研究强干扰条件下的分层电磁防护技术,并通过整车试验进行防护效能验证。     

飞行控制装备电磁干扰机理及防护研究

在复杂电磁环境下,飞行装备很容易受到电磁脉冲的干扰而偏离航线或坠毁。为了增加其抗干扰能力,利用超宽带干扰源对飞行控制装备进行了强电磁脉冲效应试验。根据试验结果并利用电路检测和模拟仿真等办法,得出了电磁脉冲干扰的作用机理,共模电流和差模电压共同作用下使控制箱产生了令飞行器坠毁的畸变控制指令。针对干扰机理,对飞行控制装备提出了“软硬”相结合的电磁防护措施。     

无线电引信电磁辐射能量耦合路径研究

目的为了确定外界电磁能量究竟如何进入到引信电路内部,针对无线电引信的电磁能量耦合路径进行系统研究。方法通过对多种引信进行不同形式的连续波、强电磁脉冲电磁辐照效应试验,对比引信天线、孔缝、弹体、电源模块等部位的能量耦合可能性。分析连续波、强电磁脉冲电磁环境对无线电引信作用的耦合规律。结果确定了电磁信号类型和引信接地结构是影响电磁能量耦合通道的关键因素,揭示了前门耦合是连续波电磁辐射环境的最主要方式。结论弹体或引信前端与电路共地的金属部件是强电磁脉冲辐射环境的主要能量路径,从而为无线电引信抗电磁性能加固的实施提供了有益参考。     

温度对GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律研究

由于GEO轨道空间环境的特殊性,温度、辐照电子能量和束流密度等环境因素会对处于该轨道的航天器太阳电池阵充放电效应造成影响,为掌握GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律,以航天器太阳电池阵为研究对象,对太阳电池阵机理和研究现状进行分析的基础上,设计了太阳电池阵静电放电试验电路,确定了太阳电池阵静电放电试验参数与试验程序,重点开展了一定电子能量和束流密度条件下环境温度因素对太阳电池阵静电放电特性试验研究,获得了环境因素对太阳电池阵静电放电的影响规律。研究表明,静电放电频率、放电电流幅值与环境温度相关,温度越高,放电频率越小,放电电流幅值相应减小,放电电流主要能量集中在10 MHz以下频段。研究成果可为航天器静电放电效应分析和防护设计提供参考。     

多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计

目的 设计针对L波段射频前端敏感器件的强电磁脉冲防护模块,利用瞬态电压抑制二极管、气体放电管和发夹型微带带通滤波器进行联合仿真设计。方法 瞬态电压抑制二极管具有快速响应时间,气体放电管具有高功率容量,而微带带通滤波器可分离噪声信号,并保留有效信号。通过结合这些器件进行防护设计,可以充分发挥各自优势,提高系统稳定性和强电磁脉冲防护能力。结果 该模块设计工作频段为1.3~ 1.7 GHz,带内插入损耗小于1.5 dB,在70 dBm功率注入的情况下,防护效果可以达到42.5 dB,具有良好的防护效果。结论 通过分析研究不同器件的特性和优化设计,实现了对L波段频谱的防护,具有重要的实用价值和广阔的应用前景。     

综合环境条件下电子装备贮存寿命加速试验方法研究

目的通过加速试验评估典型电子装备在综合环境应力条件下的剩余贮存寿命。方法针对电子装备在贮存过程中受综合环境因素影响的特点,提出一种综合考虑温度-振动-电应力等环境条件的加速试验方法,以已经达到设计贮存寿命的某典型电子装备为试验对象,开展温度-振动-电应力综合加速寿命试验。结果通过4个月左右的综合环境条件贮存加速试验,验证和评估了典型电子装备具备5年的剩余贮存寿命,取得了良好的试验效果。结论综合环境条件加速试验充分考虑了装备寿命期经受的环境因素,能够准确模拟装备服役期间各种环境应力叠加效应以及不同任务阶段环境因素的累积效应。     

基于Wiener过程的电子测量设备性能退化建模与寿命预测

目的开展电子测量设备寿命预测,评价其健康状态,提升装备状态监测的准确性,充分发挥装备性能。方法利用电子测量设备长期观测的性能退化数据,基于Wiener过程建立电子测量设备性能退化模型和可靠性模型,并结合环境剖面参数,进行性能退化模型参数估计。结果以某型电子测量设备为例,建立了拟合性较好的性能退化建模,并进行寿命预测。结论该方法降低了电子测量设备在寿命预测过程中的试验成本,提升了寿命预测技术的实践能力,具有一定的工程应用价值。     

强电磁环境下电子元器件效应实验研究

强电磁环境易于损毁电子系统,而电子系统的损毁取决于薄弱环节,获取电子元器件敏感值,可为分析系统的抗毁性提供必要参考数据。介绍了强电磁环境的特性,强电磁环境下电子元器件效应,着重阐述了电子元器件效应实验。     

基于电磁混响技术的电磁环境与自然环境综合试验技术

目的研究电磁环境与自然环境综合试验方法。方法针对装备电磁环境与温度、湿度环境的多物理场综合试验需求,基于电磁混响技术,解决不同环境模拟相容性问题,对关键部件进行分析和设计,并依据相关标准进行了性能测试。依据IEC61000-4-21,分别测试电磁环境与自然环境综合箱在常温、高温和低温条件下的场均匀性。结果综合场均匀性偏差最大值小于3 d B,性能满足标准要求。结论基于电磁混响技术的综合试验方法,为装备在多重环境应力综合作用下效应机理研究和适应性考核提供了手段。     

高空核电磁脉冲对爆炸箔起爆器安全性的影响

目的评估爆炸箔起爆器(EFI)在高空核电磁脉冲下的安全性。方法通过吉赫兹横电磁波室(GTEM)强电磁脉冲模拟系统,开展辐射方式下EFI电极塞在模拟高空核电磁脉冲(HEMP)下的感应电流试验测试。HEMP主要是通过电磁辐射方式在EFI脚线上耦合能量,在爆炸箔上产生感应电流,用光纤场强计监测模拟HEMP的电场强度,并在EFI爆炸箔电极塞脚线上套装电流环,通过示波器监测爆炸箔上的感应电流波形。结果在爆炸箔电极塞两根脚线上分别连接相同长度的导线,按导线长度不同分为5、10、20、30、40、50 cm共6组,使导线成180°状态,EFI的脚线可等效为偶极天线,感应电流随脚线长度增加而增大,两者呈线性关系。结论 EFI在HEMP下的感应电流远小于发火电流,对核电磁脉冲环境具有较高的耐受能力,具有较高的安全性。     

船舶腐蚀相关电磁场特征仿真研究

随着电磁探测技术的提高和电磁引信水雷的开发应用,腐蚀相关电磁场成为影响船舶隐身性能和安全性的重要因素.针对目前没有系统的关于船体无保护、外加电流保护和牺牲阳极保护导致的稳态电场和腐蚀相关磁场特征研究的现状,采用数值仿真技术模拟了上述3种条件下的稳态电场和腐蚀相关磁场特征.研究结果表明,不同保护状态导致的腐蚀相关电磁场具...     

基于传输线模型的雷电流电磁场分布研究

在雷电电磁场理论的基础上,计算出雷电流产生的电场强度和磁场强度方程。采用传输线模型(TL)对雷电流电磁场进行计算,得出了雷电电磁脉冲的近场和远场与雷电通道底部电流的关系式,结合脉冲函数仿真了雷电通道底部电流在空间中产生的电磁场。     

雷电电磁脉冲对便携计算机终端的损伤分析

目的使用电磁仿真软件XFDTD,研究雷电磁脉冲(LEMP)对便携计算机的电磁危害。方法给出腔体内部采样点处的电场时域波形图和截面的电场分布图,计算腔体内不同位置处的屏蔽效能和瞬时坡印廷矢量的大小,分析雷电电磁脉冲与腔体正面孔阵和侧面孔洞的耦合以及孔洞的互耦合。结果雷电电磁脉冲会与入射正面和侧面上的小孔发生不同程度的耦合。雷电电磁脉冲对腔体内部的电磁危害很小,电磁能量主要被限制在开孔附近,腔体中心处受到的影响最小。开孔面积越大,耦合进的电磁能量越多。相邻孔洞之间的互耦合效应使得腔体的屏蔽性变差。结论雷电电磁脉冲对便携计算机的危害一般很小。     

自适应智能电磁防护材料测试方法研究

目的在强电磁场环境下研究自适应智能电磁防护材料的相变特性。方法针对自适应智能电磁防护材料相变前后电导率的变化范围大、需要强场激励状况,考虑测试系统强场生成、大动态范围、测试精度以及相应的绝缘性和较高的安全性要求,采用电容充放电原理设计强场激励测试电路,搭建绝缘环境,确保操作的安全性和测试数据的可靠性。结果利用测试系统对现有商业化电阻器进行验证试验,得到的特性曲线与理论相一致。结论测试系统能够满足自适应智能电磁防护材料相变特性试验的需求,可获取有效且可靠的测试数据。