雷电电磁脉冲场对双绞线网络的耦合规律

为研究双绞线网络在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,对树形双绞线网络进行辐照耦合试验。通过改变雷电电磁脉冲场波形、组成线缆网络的线缆夹角、线缆网络终端负载等条件,获得终端负载上的感应电压并分析响应规律。结果表明:雷电电磁脉冲场波形上升沿越快,双绞线网络终端负载的感应电压越大,而场波形的脉宽对终端负载感应电压基本无影响;线缆网络受测端负载感应电压随着线缆间夹角的增大而线性变小,但并不改变响应波形;线缆网络受测端负载感应电压随着受测端负载阻值的增加首先呈现线性增大的趋势,而后趋于平稳。

雷电电磁脉冲场的近场近似

采用雷电回击电流的传输线模型得到了雷电电磁脉冲场的近场近似。近似结果与精确解的比较表明 ,电场和磁场的波形与雷电通道底部电流的波形相似 。

静电放电电磁脉冲场对针板间隙流注放电的影响分析

为了分析自然环境下静电放电电磁脉冲场对针板间隙流注放电的影响,基于流体动力学理论,建立静电放电电磁脉冲场下流注放电模型,对大气压下10 mm针板间隙流注放电过程进行了仿真,研究了静电电磁脉冲场对流注运动发展过程中电场与光子通量的影响,以及得到不同静电电磁脉冲场下流注放电间隙贯穿时间的变化规律。结果表明:无静电电磁脉冲场时,随着时间的推移流注不断向阴极发展,当流注头部靠近阴极时,流注头部电场强度逐渐增大,光子通量幅值亦迅速增长;通入静电电磁脉冲场后,相同时间内,电场向板极推进的速度明显加快,击穿电压阈值显著降低,随着静电放电输出电压的增加,流注贯穿间隙的时间逐渐减小。对于强电磁场环境下电子设备安全防护的研究具有参考意义。

超宽谱电磁脉冲辐射场测量系统

介绍了一套自行研制的高功率超宽谱电磁脉冲辐射场测量系统,该系统主要由TEM喇叭接收天线、同轴传输线、宽带示波器及微型计算机组成。其中,TEM喇叭上极板为等腰三角形金属板,顶角14°,高60 cm,下极板为80 cm×30 cm矩形金属板,两金属板间夹角为7°,采用同轴线直接馈电方式,馈电点高度1mm。分析了测量系统的基本理论,采用时域有限差分和离散傅里叶变换相结合的方法对TEM喇叭接收天线的传递函数进行了计算,建立了信号衰减补偿方法。实测了抛物反射面脉冲辐射天线的辐射场,测得主轴上远区辐射场主脉冲波形与辐射天线的激励信号近似成微分关系,当激励信号的前后沿变快时,测得的辐射场也相应增大。测量结果表明,该系统能够反映脉冲辐射场的变化特性,具有良好的波形保真性和宽频带特性。

短电磁脉冲标准场装置实验室比对

研制了基于单锥TEM室的短电磁脉冲标准场实验装置,并联合清华大学工程物理系、俄罗斯全俄光学与物理测量研究院,以D-dot传感器为传递标准,分别在中国和俄罗斯开展了短电磁脉冲标准场实验装置的实验室联合比对。比对结果表明,在单锥TEM室内θ=70°、r=0.6 m位置处,三方实验室测量的D-dot传感器响应波形与激励波形基本一致,传感器等效面积差异小于2%。比对结果进一步检验了单锥TEM室作为短电磁脉冲标准场装置的有效性,并验证了其用于短脉冲测量天线参数时域标定的技术可行性。

基于脉冲函数电流模型对闪电回击电磁场的计算

基于一种新的描述回击通道底部电流的脉冲函数模型 ,利用偶极子法对距离回击通道底部不同距离处的 LEMP进行了计算。把几种闪电回击的工程模型的计算结果与实测结果进行了比较 ,表明 MTLL模型能够与实际结果更为吻合。

静电电磁脉冲诱发航天器绝缘材料闪络特性

为探究静电电磁脉冲诱发不同绝缘材料闪络特性,利用静电电磁脉冲诱发闪络实验系统,根据二次电子发射雪崩理论和场叠加原理,结合实验研究了静电电磁脉冲场辐照条件下,有机玻璃、聚四氟乙烯、环氧树脂3种航天器常用绝缘材料表贴指型金属电极的闪络规律。研究结果表明:静电放电(ESD)模拟器对垂直金属耦合板接触式放电产生静电电磁脉冲辐射场,与电极两端直流电场叠加构成合成场诱发闪络,当合成场在两个电极间产生的感应电压小于绝缘材料闪络电压时不会产生诱发闪络,当接近材料闪络电压时,诱发闪络存在概率问题,提升ESD输出电压使合成场产生的感应电压越大,诱发绝缘材料闪络概率增大;3种绝缘材料介电强度越强,在同等强度的静电电磁脉冲条件下,诱发闪络的概率越小,诱发闪络时电极间形成贯穿放电通道所需时间会增加,时延变长,诱发闪络电流随之增大。

地表垂直分层条件下倾斜通道雷电电磁场特性研究

为了得到垂直分层大地电导率和雷电回击通道倾斜角度对雷电电磁脉冲场(LEMP)的影响规律,该文利用时域有限差分法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模计算。研究结果表明,当观测点位于倾斜回击通道下方时,地表雷电电磁场峰值会随着回击通道倾斜角度的增加而出现明显的上升,同时电磁场的上升沿变得更加陡峭。观测点与地表雷击点之间的水平距离越大,雷电电磁场的峰值时间也就越大。对地表电磁场而言,观测点同侧大地电导率主要影响雷电水平电场和角向磁场的初始峰值,而观测点另一侧大地电导率的变化则主要影响水平电场和角向磁场波尾幅值。对地下电磁场而言,增加埋地深度对垂直电场的衰减作用十分明显,而对水平电场和角向磁场来说影响极小。

近场空间LEMP波形特征研究

为了进一步探索近场区空间雷电电磁脉冲场的波形特征,对近场区空中不同高度处的雷电电磁场与回击通道底部电流之间的相互关系进行了理论研究。基于TL模型,通过理论推导得到了近场区空间LEMP和回击电流之间的关系。对比电磁场精确表达式与其两级近似表达式的波形,结果表明:在距回击通道50m以内、高度为几十米到几百米的空间内水平电场的精确波形与其两级近似波形基本重合;在距离回击通道200m以内、离地高度500m以下的空间内角向磁场的精确波形与其两级近似波形基本重合。

空间LEMP的远场近似特性

为了模拟远区空间雷电电磁脉冲场,以便开展空间电子信息装备在空中受雷电电磁场影响研究,本文对远场区空间雷电电磁脉冲场的波形特征进行分析,从理论上探索了远场区空中不同高度处雷电电磁脉冲场与回击通道底部电流之间的相互关系。通过理论推导和近似处理,得到了基于传输线模型的远场区空间雷电电磁脉冲场和回击通道底部电流之间的关系。对比雷电电磁场的精确表达式与近似表达式描绘的波形,结果表明:远场区距离地面一定高度的空间雷电电磁场波形与回击通道底部电流波形存在局域特征近似性,且二者之间近似关系的适用高度随着水平距离的增大而近似线性增大。

为什么现在很多高楼顶上都没有避雷针了呢？那它们是怎样避雷的？

随着钢筋混凝土结构在建筑物中的广泛应用，在20世纪中叶前后，建筑物上的传统避雷针一般被“笼式避雷网”所代替。“笼式避雷网”利用建筑本身的钢筋网作为引下线和接地体，把建筑物内的钢筋通过焊接连为一体，建筑物周围的电磁脉冲场会大大减弱，对建筑物包括其内的弱电设备都起到保护作用。