瞬态电磁场对多孔洞目标耦合规律的数值研究

 运用时域有限差分（FDTD）方法,用数值方法研究了瞬态电磁场对开有多个孔洞的长方体的耦合规律。分别分析了不同极化方向、不同入射方向及不同带宽的瞬态电磁场的耦合效应。入射波极化方向与孔洞的短边平行时耦合入腔体的能量最多;相同振幅、不同上升前沿和带宽的入射波以窄带、快前沿耦合入的能量为多;多孔洞腔体内场衰减很快。     

激光惯性约束聚变装置靶室内电磁脉冲环境的理论研究

针对靶室内的强电磁脉冲(EMP)环境开展理论研究。按照物理机理的不同,将靶室内的EMP环境分为逃逸超热电子激励的EMP、腔体系统电磁脉冲(SGEMP)和线缆SGEMP三大类。分别建立物理模型和数学模型,采用时域有限差分、粒子模拟以及蒙特卡罗算法进行模拟研究,仿真与实验结果吻合较好,该结果为深入研究激光-靶物理过程的电磁现象,以及提高装置电磁兼容能力提供了技术支撑。     

边界形变混响室设计与性能评估

使用微扰理论分析了腔体形变对谐振频率漂移的影响规律,从理论上论证了边界形变混响室的可行性,计算得到了边界形变参数对混响室空间电场均匀性的影响规律;采用了一种由柔性屏蔽布作为腔体材料、步进电机控制腔体表面形变的边界形变混响室设计方法,并对研制的几何尺寸为2.5 m×1.8 m×1.5 m的混响室的内部电场统计特性进行了试验测试。结果表明:混响室内部电场服从Rician分布,且随频率升高与理论模型的一致性变好;当形变幅度达到400 mm时,腔体内部电场扰动比大于20 dB,空间电场标准偏差小于3 dB,满足电磁兼容对混响室平台均匀性的限制要求。     

利用随机拓扑方法分析系统级高功率微波效应

为研究高功率微波与复杂系统的耦合问题,提出了随机拓扑方法。该方法是一种新的系统级电磁敏感度分析预测方法,它结合电磁拓扑理论和随机耦合模型理论,可对包含多个腔体的复杂系统的短波电磁耦合问题进行统计分析。介绍了随机拓扑方法的理论基础,并利用计算机机箱搭建了双腔体和多腔体实验平台。使用该方法对目标位置处感应电压的统计分布进行了预测,并与其他方法得到的感应电压分布进行了比较,其结果基本一致,从而证明了该方法的可行性和准确性。     

二极管区对虚阴极振荡器影响的数值模拟

将FDTD与PIC方法相结合，编制了二维、全电磁、相对论性的粒子模拟程序，对电子直接从阴极表面发射的虚阴极振荡器的物理过程进行了数值模拟。主要对电子从虚阴极返回二极管区并重新注入漂移区以及阴阳极间电压的影响进行了初步探讨。     

Numerical simulation of the early-time high altitude electromagnetic pulse

In this paper, the finite difference method is used to develop the Fortran software MCHII. The physical process in which the electromagnetic signal is generated by the interaction of nuclear-explosion-induced Compton currents with the geomagnetic field is numerically simulated. The electromagnetic pulse waveforms below the burst point are investigated. The effects of the height of burst, yield and the time-dependence of γ-rays are calculated by using the MCHII code. The results agree well with those obtained by using the code CHAP.     

CCD成像设备在强电磁脉冲环境下的效应实验研究

强电磁脉冲普遍存在于高能激光、X光装置和未来战场等环境中,这种恶劣的环境会对电子学设备,尤其是承载特定任务而无法增加屏蔽手段的光学成像设备造成严重威胁。选用数码相机和分立的电荷耦合器件(CCD)摄像系统作为典型的效应物,开展了光学成像设备在不同强电磁脉冲环境下的效应实验研究。通过实验观察到了成像设备功能异常、成像质量下降甚至端口部件烧毁等效应。对实验中观察到的效应及其发生的电磁场环境数据进行总结分析,提出了应用于特定环境阈值下设备的失效概率,即概率阈值的概念来衡量设备在恶劣环境下的生存状态的观点,并给出了CCD成像系统的概率阈值曲线,最后对此类型实验的开展和效应数据处理方法进行了探讨。本研究结果能为成像设备在强电磁环境下的状态评估及防护技术研究提供数据支撑和参考依据。     

二极管区对虚阴极振荡器影响的数值模拟

将ＦＤＴＤ与ＰＩＣ方法相结合,编制了二维、全电磁、相对论性的粒子模拟程序,对电子一直接人阴极表面发射的虚阴极振荡器的物理过程进行了数值模拟。主要对电子从虚阴极返回二极管区并重新注入漂区以及阴阳极间电压的影响进行了初步探讨。     

爆炸高度及威力对空间核电磁脉冲信号特性影响的数值分析

运用差分方法,理论模拟了中空及高空核爆炸时,γ射线与周围空气分子相互作用散射的康普顿电子流在地磁场作用下激励电磁脉冲这一物理过程.讨论了中、高空核爆炸时爆心上方的电磁脉冲波形.引入地固坐标与局部球坐标系的相互转换,给出不同高度以及不同当量的核爆炸向外层空间(卫星轨道方向)传播的电磁脉冲源的特征.考虑电离层的色散及衰减特性,运用傅立叶分析方法,外推出通过电离层后的色散核电磁脉冲的信号强度,考虑宇宙背景噪声等因素,可以监测到当量为千吨级以上核爆电磁脉冲.