基于PIN二极管的快上升沿电磁脉冲防护模块设计与研究

为了研究PIN二极管对快上升沿电磁脉冲的响应,基于PIN二极管时域等效电路模型,仿真研究了PIN二极管电路在快上升沿电磁脉冲作用下的瞬态电压特性。以集总参数巴特沃斯低通滤波器电路为原型,通过拟合二极管寄生参数值,结合键合金丝电感参数,设计了一款基于PIN二极管的快上升沿电磁脉冲防护电路模块,并对防护电路模块的快上升沿电磁脉冲防护性能进行了测试。结果表明:在1～250 MHz短波、超短波频段内,防护模块的插损小于0. 38 d B;当输入方波脉冲为4 000 V时,限幅响应时间小于2 ns,输出电平小于30 V,满足快上升沿电磁脉冲的防护要求。

通信电台连续波电磁辐照试验研究

为掌握通信电台在连续波辐照下的带内干扰规律,揭示通信电台连续波带内干扰作用机理,以某型超短波通信电台为受试对象,通过搭建试验平台,利用辐照法对其进行干扰效应试验研究,进而确定在不同参数指标作用下通信电台的受干扰规律.研究结果表明:该超短波电台的带内敏感频率范围为30kHz;在相同的功率模式下,电台工作于高频状态下更容易受到干扰;提高电台工作信号的功率能有效提高通信电台的抗干扰能力.

某型无人机收发信机静电放电防护加固

无人机交换机芯片易被静电放电(ESD)电磁脉冲损坏,严重影响无人机数据链正常通信。针对此问题,通过搭建人体-金属ESD电路模型并进行仿真分析,发现所选用的TVS防护器件对15kV等级的ESD防护效果显著。分别对加装TVS防护器件前后的收发信机电路进行了ESD电磁脉冲抗扰度对比试验。试验结果表明,加装防护器件后的电路对ESD电磁脉冲的防护能力最大提升7.4倍。

传输线长度对静电放电防护器件性能测试的影响

为了研究传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果的影响,建立了静电放电模型和传输线脉冲模型两种试验系统,对某限压型防护器件进行了快沿电磁脉冲注入试验,并进行了理论分析。结果表明:传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果具有极大影响,选用不当会导致错误结论;在对静电放电防护器件性能测试时,应优先采用传输线脉冲测试法;当采用静电放电脉冲测试法时,其传输线长度不应小于8m。

航天发射场电磁环境仿真模型研究

航天发射场电磁环境日趋复杂和恶劣,电磁辐射及干扰已经成为影响航天发射安全不可忽视的重要因素,为了有效控制和规避电磁干扰对航天发射与测控系统产生的不良影响,需要对航天发射场电磁环境进行仿真研究;通过对比分析理论模型、确定性模型和经验模型等几种常用的电波传播模型,从计算效率、计算准确度以及使用的难易程度出发分析了几种模型对于航天发射场电磁环境仿真的应用;通过适当选择经验模型,能够在获得理想的仿真效果,而且很大程度上缩短了仿真时间、减少对硬件系统的要求;得出可以利用经验模型对航天发射场电磁环境的进行仿真分析;利用经验模型对雷达电磁场覆盖分布情况进行了仿真分析,进一步验证了该模型的适用性。

某型无人机数据链连续波电磁辐照效应试验分析

为客观评价无人机数据链的抗电磁干扰能力,以某型无人机数据链系统为研究对象,搭建了无人机连续波辐射电磁效应平台。以＂失锁＂效应作为数据链受到干扰的判别依据,对数据链系统开展单频点连续波辐照电磁环境效应试验。通过试验得到了敏感频带以及导致数据链失锁所需干扰信号功率值和在无人机机载天线周围产生的干扰信号辐射场强值,验证了阻塞干扰对无人机数据链通信的影响。同时发现,相比于遥控链路工作频带,干扰信号频率在遥测链路工作频带内更容易引起数据链失锁。通过试验研究,为下一步无人机数据链抗电磁干扰性能的提升打下基础。

某通信电台带内连续阻塞干扰环境适应性评估研究

为建立通信装备在多源连续波辐射下辐射效应的预测模型并提出评估方法,研究通信装备带内阻塞干扰,以我军现役某型超短波电台为试验对象,根据高频电子线路推导了评估模型,搭建了干扰效应试验平台,并对评估模型进行实验验证.实验结果证明:通信电台在多源连续波辐照下,是否发生阻塞干扰与等效场强和峰值场强敏感指数有关;可以通过对比数个敏感指数与1的大小关系,对通信电台多源连续波辐照效应进行预测.

基于蚁群算法的静电放电目标定位技术

无源被动定位具有较强的反隐身能力和反电子侦察能力,在军事和民用领域具有重要的应用价值.基于到达时差的定位技术在无源被动定位中的应用较多,传统的多站时差定位技术存在计算复杂、容易出现早熟等不足.首先,介绍了4元平面阵空间定位模型的基本原理;然后,在此基础上将静电放电目标的定位问题转化为可以使用蚁群算法求解的优化问题,并给出了蚁群算法求解问题的算法流程;最后,通过仿真与分析表明,蚁群优化算法可以实现对静电放电目标的定位,计算简单、速度快、定位精度高.

无人机外壳屏蔽效能测试方法

为研究无人机壳体的屏蔽效能,基于数值仿真软件CST建立了无人机外壳的计算模型,分析了电磁波辐照方向、极化方式对无人机壳体内部电磁场分布的影响,得到了无人机壳体的屏蔽效能随壳体材料电磁参数的变化规律。提出了使用频率搅拌混响室测试无人机外壳屏蔽效能的方法,给出了测试流程,构建了测试系统,验证了该方法的有效性。结果表明:混响室频率搅拌方式能够在无人机壳体内部得到统计均匀的电磁场,在1~10 GHz频段壳体屏蔽效能在8~10 d B,不同测量位置得到的屏蔽效能测试结果偏差小于3 d B的概率为94%。

广义互相关电晕放电辐射信号时延估计方法

电晕放电等辐射源定位多采用基于时延估计的时差定位方法实现的,在现场条件下,各种背景噪声和干扰对时延估计精度造成影响。在分析国内外研究动态的基础上,针对基本互相关时延估计存在的分辨率低、稳健性不高等局限性,研究基于广义互相关的时延估计算法,并且通过采用不同的权值函数进行仿真比较和实验验证,寻找适用于电晕放电辐射信号时延估计的方法。研究表明:基于Hassab-Boucher(HB)加权的广义互相关时延估计方法对实际测试环境中存在的周期性干扰具有较好的抑制效果,时延估计误差达4.5%,精度较高,在实际的工程应用中用于对电晕放电信号进行时延估计和远距离定位是可行的。

温度对聚酰亚胺表面充电特性影响的实验与数值模拟

空间环境的温度变化会对航天器表面介质材料的带电程度造成不同的影响。为了研究环境温度变化对航天器介质材料带电特性的影响,利用地面模拟试验设备在不同温度下对聚酰亚胺的表面充电特性进行实验研究。实验结果表明,当环境温度变化范围为273.15 K至363.15 K时,聚酰亚胺薄膜的表面充电平衡电位逐渐降低,当电子能量为25 ke V,束流密度为1 n A/cm2时,表面充电平衡电位变化范围为-6 500 V至-2 040 V。基于电流平衡方程建立不同温度下的聚酰亚胺材料表面充电数值模型。通过对比数值模拟结果与实验结果,发现拟合较好,验证了模型的正确性。研究结论可为航天器介质材料面对温度变化时的带电防护提供参考。

通信电台带外多频干扰预测方法与验证

通信电台在受到带外强场干扰时会出现重启效应,当其处于外界复杂电磁环境中,在现有电磁敏感度测试方法所得的安全区域内,电台仍存在受到干扰而重启的可能.已知干扰的主要耦合途径是电台外部的互连线缆,对电台带外重启效应的敏感类型作出两种假设:一种是重启效应与干扰信号的有效值相关,另一种是重启效应与干扰信号的峰峰值相关.为了确定受试对象的敏感类型,分别用正弦波和调幅波作为干扰源,调幅深度设为100%,当达到临界干扰状态时,如果是与有效值相关,两个干扰信号幅值的比值约为0.61;如果是与峰峰值相关,两者的比值为1.当同时存在多个干扰源时,选择对应的预测模型计算预测系数,如果S≥1,可以判定电台会重启,反之不能.最后,以某带外接线缆的通信电台为试验对象,通过试验验证上述方法是可行的.

航天器表面电位主动控制方法可行性的数值仿真分析

目的:为了研究在航天器表面发射电子束、离子束和低温等离子体对航天器表面电位控制的有效性.方法:基于航天器表面带电等效电路模型和电流平衡方程建立了表面电位随时间变化的微分方程,利用该方程以MATLAB为平台编程模拟航天器表面电位在一定时间段内的动态变化,仿真分析发射电子束、离子束控制航天器表面电位的有效性并且分析发射低温等离子体时控制航天器表面电位的可行性.结果:航天器表面发射合适的电子束流和离子束流可以有效降低航天器表面电位,进而分析得到发射低能等离子体时也能有效降低航天器表面电位.结论:在航天器上发射导电粒子束可以降低航天器表面电位,仿真结果对航天器表面电位主动控制技术的研究具有一定指导意义.

电子辐照条件下初始电位对介质材料表面电位衰减特性的影响

为了研究航天器介质材料表面不同电位初始值对表面电位衰减特性的影响。利用航天器带电地面模拟实验设备对聚酰亚胺和聚四氟乙烯介质材料充电到不同电位值,然后关闭电子枪,用电位计测量介质材料表面电位的衰减曲线,并从理论上对cross-over现象进行分析。介质材料初始电位值越大,则表面电位衰减速度越快,且在一定的时间段内电位衰减效率随初始电位值的增大而变大;在相同的真空度条件下,对于初始电位值之和相等的两组衰减曲线,初始电位值之间差值较小的一组衰减曲线更容易出现cross-over现象;出现cross-over现象的时间和电子的迁移率相关,对于相同的两个初始电位,迁移率越大的材料则出现cross-over现象的时间越短,电位衰减会更快。航天器介质材料表面充电电位越大则衰减速度越快,在一定时间的衰减效率越高。

基于二次相关的静电放电信号时延估计算法

针对二次相关时延估计算法在低信噪比下存在正确率低、稳定性差等不足,提出一种将小波阈值去噪和二次相关信息积累运用于二次相关算法的静电放电信号时延估计算法。通过仿真与分析表明:新算法可在更低信噪比下正确估计出时延值,具有更高的正确率和稳定性,此外可通过增加积累次数有效提高时延估计的正确率和稳定性。

介质材料形状对表面电位衰减特性的影响

为了研究航天器介质材料表面电位衰减特性与介质材料形状之间的联系,首先利用航天器介质材料表面带电实验系统,将厚度、面积相同的圆形、正方形和等边三角形聚酰亚胺薄膜材料充电到同一电位值;然后,关闭电子枪,用非接触式电位计测量一定时间段内介质材料表面电位的衰减曲线;最后,分析介质材料形状对电位衰减特性的影响机制。结果表明:正方形介质材料的充电速度、衰减速度和衰减效率介于二者之间;电荷主要泄放通道的等效电阻越小,介质材料边缘等电势线(零电势线)越长,充电速度越慢,电荷的衰减速度越快,衰减效率越大。