通风直管道HEMP耦合响应研究

在高空核爆电磁脉冲(HEMP)条件下,通过对通风直管道半径、长度、管道端口开闭及端口增加金属网,以及是否存在排气扇、排气扇个数及是否存在裂缝,包括不同长度、宽度的裂缝等多种工况进行仿真计算分析,得到管道内部不同工况下的电磁环境,分析得出影响直管道电磁环境的主要因素。随着管道长度增加,电磁环境强度降低;管道半径增加,电磁环境强度增加;端口封闭或存在金属网条会对电磁环境强度起到削弱作用;排气扇个数增加,电磁环境强度降低;裂缝存在与否,裂缝长度、宽度不同的工况对电磁环境强弱基本无影响。研究结论可为通风管道设计及现存管道抗核爆电磁脉冲加固提供参考。

Transient Response of Twisted Wire Pairs IIIuminated by HEMP

In this paper,the time domain characters of the response of twisted wire pairs(TWPs) excited by the high-altitude electromagnetic pulse (HEMP) have been proposed.The finite different time domain transmission line model (FDTD-TLM) method,which we have proposed previously,is used to calculate the terminal response of TWP.It shows that the time domain response includes two stages:The transient stage and damped stage.The transient stage is the key point of the coupling and protecting research.The influence factors of the transient stage have been analyzed.In the end,we obtain the changes of the induced voltage when the incident wave parameters and TWP parameters change.

基于横电磁波天线的高空核电磁脉冲辐射波模拟器设计

为解决传统核电磁脉冲模拟器存在测试空间受限的问题,提出了基于横电磁波(TEM)喇叭天线的高空核电磁脉冲辐射波模拟器设计方案。通过数值仿真验证了TEM喇叭天线的辐射场波形,指出TEM喇叭天线在应用于辐射式电磁脉冲模拟器时存在低频辐射能力差的问题;通过比较TEM喇叭天线对3种典型核电磁脉冲的辐射能力,发现辐射场的上升沿部分主要取决于激励源的上升前沿陡度,辐射场的脉冲宽度与激励脉冲的宽度有关,可以通过展宽激励源脉冲宽度的方法来补偿TEM天线低频辐射能力差的问题;通过实验验证了利用TEM喇叭天线研制电磁脉冲辐射波模拟器的可行性,但仍需要阻性加载或展宽激励脉冲等方法对TEM喇叭天线的低频辐射性能进行改善。

一种用于电磁脉冲定向辐射的TEM天线设计

针对传统传输式电磁脉冲(EMP)模拟器存在测试空间受限的问题,提出一种基于线栅卷边结构的横电磁波(TEM)天线的定向辐射式快沿电磁脉冲(FREMP)模拟器设计方案。通过数值仿真,研究线栅卷边TEM喇叭天线结构参数和吸收电阻对辐射场的影响,仿真结果表明卷边TEM喇叭天线可以有效提高低频辐射能力,可为研制定向辐射式快沿电磁脉冲模拟器提供理论支撑。另通过实验,验证利用线栅卷边结构TEM喇叭天线研制辐射式快沿电磁脉冲辐射波模拟器的可行性。结果表明:利用线栅卷边结构TEM喇叭天线研制的定向辐射式快沿电磁脉冲模拟器的辐射场可达到高空核电磁脉冲(HEMP)标准的要求。

机载综合射频系统高空核电磁脉冲耦合分析与验证

针对工程设计中综合射频系统高空核电磁脉冲(high altitude nuclear electromagnetic pulse,HEMP)防护指标无法分解到各组成设备的难题,研究HEMP对综合射频系统的耦合.采用多通道耦合分析与验证方法,分别对综合射频系统“超短波”(very-high frequency,VHF)天线、“短波”(high frequency,HF)天线、L波段天线、机架以及互联线缆的HEMP耦合进行了仿真分析,并在有界波实验室开展了相应的测试.仿真和试验结果显示:最主要的耦合通道是VHF天线,最大耦合电压达800 V;次要通道是综合射频机架模块的非金属连接器孔缝,最大耦合电压达100 V;HEMP对屏蔽线缆的耦合电压忽略不计.以上耦合电压指标可作为机载综合射频系统分解到各个天线和模块的工程防护设计指标要求.

核电磁脉冲辐射下电火工品的安全性分析

针对美军标中提出2.3/23 ns核电磁脉冲辐射作用会对武器系统及电火工品造成严重威胁的问题,利用电火工品核电磁脉冲辐射效应试验系统,展开其在电磁脉冲辐射作用下安全性研究,获得了火工品的桥丝电阻和脚线长度与电磁脉冲辐射作用下的感应电流和感应能量关系。研究结果表明,桥丝电阻消耗能量的速率一定,当桥丝电阻逐渐增大时,电阻消耗的能量不断增多,感应能量随桥丝电阻的增大线性增大;桥丝上的感应电流峰值主要由等效天线的等效阻抗决定,桥丝电阻改变基本不影响峰值感应电流;峰值感应电流随脚线长度的增大线性增大,感应能量随脚线长度增加呈指数增大关系。文中研究可为提高电火工品核电磁脉冲效应适应性提供设计依据。

高空核电磁脉冲海面散射的仿真研究

根据电磁场水平极化波和垂直极化波的反射系数和折射系数表达式,分析了高空核电磁脉冲(HEMP)传播到海面后,在不同极化时的反射系数和折射系数随入射波角度和频率变化的规律。