电子系统电磁辐照效应实验研究

以某复杂电子系统为研究对象,利用千兆瓦级超宽带(UWB)电磁脉冲辐射装置进行辐照效应实验,研究了在系统开门和关门状态下,系统内04、08号组合各检测点的响应以及接收天线在不同方位时02号组合检测点上的响应特性,并对响应波形进行了频谱分析。结果表明:在场强为2.0×104V/m的超宽带源(上升时间0.3 ns,脉宽3~4 ns)辐照时,开门的情况下系统内部电路上响应的电压有的达到1.6 kV,天线最佳耦合状态下系统02组合电路上响应的电压有的也达到1.6 kV,可能对电磁敏感器件造成损伤;系统开门和关门两种状态下,系统响应的带宽都在0~500 MHz左右,主频为70 MHz左右,远离系统的工作频率。所以,该频率电磁场并不是影响系统的主要因素,但是,过高的响应电压有时会形成带外耦合,干扰系统或造成硬损伤。     

超宽带电磁脉冲对无线电引信辐照效应研究

为了研究无线电引信在强电磁环境下的安全性和可靠性,利用频带很宽的超宽带电磁脉冲（UWB）源对某型无线电引信系统进行了辐照实验。对不同姿态的无线电引信系统的UWB辐照试验表明,当无线电引信系统的轴线方向与超宽带辐射场极化方向一致时,电磁能量耦合最强,最易于受到超宽带电磁辐射场的干扰;在无线电引信系统不加电情况下,UWB辐照基本不会使无线电引信起爆,也不会对其产生明显影响;但是较强的UWB辐射场会使处于加电工作状态下无线电引信意外起爆,但经过辐照后整个无线电引信系统内在性能参数不会产生明显变化。     

具有有限深度环缝的导电屏上单极天线的辐射特性

单极天线安装在理想导电平面屏上,屏上刻有有限深度的环形缝。将单极天线上电流及缝和自由空间交界处的等效磁流作为未知函数,建立了一对耦合积分方程。从方程得到电流和磁流的数值解。从这些电流和磁流计算了输入阻抗和辐射方向图。     

新型频率选择表面加载双极化超宽带紧耦合阵列天线

为使紧耦合阵列天线在超宽频带内实现电磁性能更佳、辐射性能更稳定的目的,提出一种新型条形频率选择表面宽角阻抗匹配层加载的双极化超宽带紧耦合阵列天线。通过高频仿真软件CST周期边界条件对阵列单元截断并进行研究分析。掌握阵元阻抗和辐射等电磁性能后,优化设计并加工出一个6×6单元的阵列天线进行实际测量。测量结果表明,该天线在2~12 GHz的频带内驻波比均小于3,驻波比带宽为10 GHz。带内辐射特性稳定,主瓣电磁能量集中,交叉极化小。工作频带内,最大增益可以达到13 dBi。该阵列天线可应用于超宽带相控阵天线领域中。     

心形超宽带陷波天线的设计

文章设计了一种新颖的心形超宽带陷波天线。该天线采用微带线馈电,为了获得超宽带特性,将天线的辐射贴片设计成渐变的心形形状,同时在地板上切角来获得良好的阻抗匹配。为了去除超宽带频带内的来自无线局域网(WLAN)频段的干扰,在辐射贴片上引入U形槽使其具有陷波功能。仿真结果表明该天线覆盖了3.4GHz~14GHz的频带范围,并实现了在5GHz~6GHz处形成阻带特性,结构简单,适用于超宽带系统的实际应用。     

基于CST MWS的引信天线电磁辐照响应

利用CST MWS软件建立了引信弹体模型,利用高斯脉冲激励,一次仿真计算,得到了引信天线端口的时域和归一化频率响应。通过改变平面波传播方向及弹体长度,得到了不同仿真结果。仿真结果表明:当平面波传播方向与弹体轴线平行且电场极化方向平行于T型天线平面时,引信天线端口的谐振点一定频率范围内的频率响应及时域响应峰值均有最大值;当弹体长度超过一定范围,弹体截断长度对引信天线能量耦合的影响可以忽略。     

短波基站水平双极天线及鞭天线间耦合的矩量法分析

将相互耦合的天线视为辐射体和加栽散射体,采用矩量法计算天线和耦合天线的电流分布,由源和加裁段的电流算出天线间的耦合度.根据以上方法,对短波基站常用的40 m水平双极天线和10 m鞭天线在各种典型架设方式下的耦合度进行了计算.计算结果表明,两副天线采用相互正交的极化和对称布局可显著减小耦合度.     

圆柱体内线缆电磁脉冲耦合特性分析

针对具有孔缝圆柱腔体中线缆的强电磁脉冲耦合问题,提出了基于时域有限积分法和Agrawal传输线方程的混合方法.该方法利用时域有限积分法求解腔体中的场分布,采用Agrawal传输线方程计算腔体内线缆的感应电压,提高了孔缝腔体中线缆耦合特性分析的效率.以圆柱腔体中双导线为例,通过计算双导线终端感应差模电压的耦合系数,分析孔缝、导线、腔体和入射电磁脉冲对耦合特性的影响.     

电扫偶极子相控阵天线的空域极化特性分析

推导了偶极子线性阵列和平面相控阵天线在空域波束电扫时辐射场的极化特性,建立了数学模型。计算结果和仿真分析表明:偶极子相控阵天线辐射场在空域扫描各个波位的极化特性并不一致,是具有一定差异的,当待测目标的方向偏离天线电轴方向时,所接收到的电波极化状态也会随偏离电轴的方向和仰角而改变。该结论对于现代电子战中相控阵天线系统的精确建模与仿真具有重要意义,对于研究和利用天线的极化特性进行雷达极化抗干扰技术是非常必要的。     

电子战仿真(连载)

７．３天线示例下面我们将讨论两种类型的天线。７．３．１抛物面天线示例图２４中给出了一个抛物面天线的增益图。增益取最大值的天线方向被称为波束轴。当发射机的DOA远离这个角度时，加到该信号的天线增益将急剧下降，在主波束边缘某个位置处增益为零值，之后形成副瓣。图２４给出的是一维增益图（例如方位角），也有正交方向（高低角）上的增益图。可以在一个屏蔽室中通过旋转天线来测量天线增益图，并将测量数据保存到一个数据文件中（增益对角度），用于确定仿真任意到达角所需的信号衰减量。虽然在真实天线中副瓣的幅值不恒定的，…     

一种近地面工作时域天线特性分析

由于无载频探地雷达是一种近地面时域毫微秒脉冲探测系统,受半无限大有耗媒质界面的限制,所以对近地面时域天线的辐射特性的分析与计算极为困难。研制了一种贴片电阻加载的振子天线,用FDTD方法对其进行的分析和实际应用结果表明天线具有良好的波形保真度、良好的辐射特性和屏蔽效果,可以广泛地应用于探地雷达和其它超宽带系统。     

电磁屏蔽模型房接地性能实验研究

接地是建筑物实现宽频电磁屏蔽的重要技术措施,而导电的屏蔽功能层与接地系统电连接后也反过来影响接地的性能指标。采用导电混凝土为主料制作接地电极和电磁屏蔽模型房,测试单屏蔽模型房悬空、单电极-单屏蔽模型房接地以及单电极-双屏蔽模型房并联接地3种情况下的接地电阻变化规律。实验发现,屏蔽功能层本身可以等效为一个电阻,与接地系统并联后可以有效降低接地电阻;屏蔽功能层面积越大,电阻降低越多。实验结果可以为建筑物电磁屏蔽工程的接地设计与实践提供参考。     

超宽带电磁脉冲及其对电子装备的影响研究综述

在介绍超宽带含义的基础上,系统分析了国内外在超宽带电磁脉冲技术以及超宽带电磁脉冲对电子装备的影响研究领域的状况,并对超宽带电磁脉冲技术的未来发展趋势进行了展望。     

开口金属腔体对强电磁脉冲的耦合效应

为了评价腔体开口因素对核电磁脉冲(High-amplitude Electro Magnetic Pulse,HEMP)和高功率微波(High Power Microwave,HPM)破坏效能的影响,采用CST电磁计算软件建立强电磁脉冲的孔缝耦合模型,研究孔缝的位置、大小以及长宽比对HEMP和HPM耦合效应的影响。结果表明,孔缝的位置、大小及长宽比对HEMP的耦合效应影响较大,合理控制孔缝的位置、大小以及长宽比能在一定程度上削弱HEMP的破坏效能。对于HPM,相同条件下其耦合效应要明显强于HEMP。在孔缝达到一定尺寸后,其大小和长宽比对HPM的耦合效应影响较小,仅孔缝位置会带来较大的影响。当开口平面与HPM入射方向平行时,耦合效应最弱,但此时耦合进入腔体内的能量还是很容易达到多种电子元器件的电磁损伤阈值级别。     

新型树状分形超宽带天线的设计

提出了一种新型树状分形超宽带天线。采用共面波导馈电,通过加载分形缝隙,使天线的阻抗带宽大幅提高。给出了天线回波损耗、方向图和增益结果。对2阶分形天线进行了加工与测试。测试结果表明,天线带宽达到3.5～8GHz,相对带宽为70%。仿真结果与测试结果基本吻合,为超宽带小型化天线的设计提供了新的思路。     

阵列互耦条件下运动目标角度跟踪方法研究

针对观测过程中角度发生变化时的运动目标跟踪问题,同时考虑到常规阵列中所普遍存在的互耦效应,通过分析均匀线阵互耦矩阵的带状Toeplitz结构,提出利用在原始阵列两侧增加辅助阵元的方法补偿互耦效应对阵列响应函数的影响,并将粒子滤波技术与原始阵列经互耦补偿后的观测数据相结合,实现了阵列互耦条件下对角度变化目标的高精度方向跟踪。仿真实验验证了新方法的优良性能。     

新型背腔式对数周期缝隙天线阵列设计

介绍了一种新型背腔式对数周期缝隙天线单元,对其各参数特性进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了9×7天线阵列。通过HFSS13进行天线阵列的设计。仿真结果表明,该天线阵列在1.5 GHz~6 GHz的工作带宽内,驻波比小于3,回波损耗小于-10 d B,天线阵列最大增益为29.6 d Bi,在整个工作带宽内,增益均大于20 d Bi。具有良好的定向辐射能力,可用于UWB雷达、探测等领域。     

一种易于实现的电磁兼容方法

针对车辆电磁兼容性问题,研究了不同方位接地与不接地时电磁波照射车辆时表面电流分布,得出接地后最大表面电流均有一定程度降低,对于高斯脉冲入射方向与车轴成30°角时,垂直面内接地后电流强度由111.57 A/m降为17.322 A/m,水平面内接地后电流强度由22.566 A/m降为11.458 A/m。测试结果表明:接地是降低车辆表面电流行之有效的方法,对于提高车辆在高威胁复杂电磁环境中的生存能力具有重大的意义。     

一种小型化超宽带平面伞状天线

介绍了一种小型化超宽带全向微带天线。提出一种平面伞状贴片天线结构,采用电磁仿真软件HFSS分析该天线的阻抗带宽、方向图及增益特性。仿真与实测样品对比分析表明,提出的小型化超宽带平面伞状天线能够满足工程应用需要。