地下工程中金属门非核电磁脉冲屏蔽效能研究

以圆形截面坑道为简化模型,运用旋转对称体时域有限差分法将三维问题转化为二维问题处理,计算了地下防护工程口部金属门对高功率微波、超宽带电磁脉冲的屏蔽效能,分析了门缝大小、门框嵌入岩土介质深度对屏蔽效能的影响,确定了场泄漏的主要途径.计算结果表明,门对坑道中不同的传输波模具有不同的屏蔽效能;泄漏场主要是通过门框的绕射进入工程内部,门缝的泄漏较小,门缝大小以及门框嵌入岩土介质的深度对屏蔽效能的影响是次要的;另外,通过门的泄漏场在工程内部迅速衰减;HPM的载频越高,UWB的脉宽越窄,门的屏蔽效能越好.最后对数值计算结果和实验测得数据进行了比较,二者吻合较好,证实了数值计算的有效性.     

信号线滤波器的电磁脉冲防护性能试验

为检验信号线滤波器对电磁脉冲在信号线上产生的传导干扰的抑制能力,针对不同型号的信号线滤波器进行脉冲电流注入(PCI)测试,注入电流峰值分为100 A、200 A和500 A三个等级.测量滤波器输出线残余电流,计算相应电流抑制比,并对滤波器输出线和滤波器外壳之间的绝缘电阻进行测量.试验结果表明,100～500 A之间的注入电流就可以使信号线滤波器输出线与滤波器壳体发生绝缘击穿.因此,试验过程中需要关注滤波器的非线性效应,每个等级注入试验后要及时检查滤波器功能是否正常.     

一次人工触发闪电回击过程的光辐射色散特性分析

采用改进的连续小波变换对一组人工触发闪电的回击过程光学辐射信号进行了色散特性分析,并与经典R-L-C传输线模型的计算结果进行了对比.结果表明,回击过程光学辐射信号不同频率分量的到达时间随频率的增加具有非线性变化;在不同频率分量的到达时间曲线上,低频段均出现了一个转折频率,并且转折频率的大小通常在10—25 kHz之间.该转折频率的存在为评估回击通道特性和电导率提供了一类新的参数化依据,据此估算了此次触发闪电六次回击过程的通道电导率,平均变化范围为(0.59—0.96)×10⁴ S/m,总体平均值约为0.77×10⁴ S/m,与经典评估结果相似.     

基于输出误差模型的B-Dot传感器标定方法

B-dot传感器因其频带宽, 体积小以及良好的稳定性而广泛应用于电磁脉冲(EMP)测量。任何理论模型与实际情况之间都存在差异, 因此B-dot传感器必须在实验室环境下进行标定。针对传统的时域标定方法存在的弊端, 提出一种基于输出误差(OE)模型的频域标定方法。该方法利用单输入单输出的OE模型传递函数来表征B-dot传感器的频响特性, 然后通过部分线性回归求得传感器实际工作的频率范围的灵敏度系数。经验证, 该方法能够有效避免因阻抗突变引起的过冲或振铃现象对标定精度的影响。     

W型六角铁氧体BaZnCoFe_(15.5)O_(27)薄膜微波吸收机制的研究

在微波段具有高复合磁导率的磁性金属薄膜,近年来是微波吸收材料的研究热点。但由于其金属性太强,微波信号极易被薄膜表面反射。该文采用高电阻率的W型六角铁氧体BaZnCoFe_(15.5)O_(27)粉末原料,使用等离子喷涂制备出平整致密的铁氧体薄膜。振动样品磁强计(VSM)测试结果表明,所制备样品是典型的软磁薄膜。矢量网络分析仪微带线法证明,增大铁氧体吸收剂的宽厚比(即颗粒的面内尺寸与其厚度之比)可提高其自身的二维形状各向异性,有效提升吸收剂的微波磁损耗性能。在2 GHz处,薄膜的磁损耗和磁损耗角显著高于粉末。微磁学仿真表明,高度弥散的磁化分布所产生的非一致进动,有助于拓宽薄膜的微波吸收带宽,值得进一步优化制备工艺以深入研究其微波吸收机制。     

交隐式BOR-FDTD在非核电磁脉冲导线耦合分析中的应用

 交隐式BOR-FDTD能将3维空间电磁问题转换到2维空间处理,具有节省计算时间和计算机内存的优点。运用该算法结合平面波的柱面波展开,通过总场/散射场连接边界条件引入入射平面波,计算了高功率微波和超宽带电磁脉冲作用下自由空间有限长导线上的感应电流,并对感应电流峰值和导线长度之间的变化关系进行了分析。计算结果表明:与传统3维FDTD算法比较,交隐式BOR-FDTD算法在节省大量计算机内存的同时可将计算速度提高数倍。     

基于正交传播算子的闪电宽带甚高频辐射源定位方法研究

闪电甚高频辐射源定位技术为闪电放电特征及其物理机制的研究提供了重要手段.基于空间谱估计理论,可将正交传播算子方法应用于闪电放电通道时空演变过程的成像.该方法将阵列数据协方差矩阵进行线性分解形成正交传播算子,然后以子空间的正交性构造空间谱,通过空间谱搜索实现辐射源定位.针对闪电宽带甚高频信号,采用非相干子空间处理方法将带宽内的有效频点进行平均,减小噪声干扰.利用数值仿真分析了该方法的定位性能,验证该方法定位弱辐射源的有效性,并与时间反转技术进行了对比.针对人工触发闪电过程的定位结果表明该方法可以较高的时空分辨率清晰地描绘出闪电通道的基本结构及放电通道的发展过程,并且其对双源同窗事件的定位能力优于时间反转方法.该方法对提高宽带甚高频阵列在闪电弱辐射源定位、闪电起始机制的研究中的应用价值具有重要意义.     

一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器

雷击近场等强电场环境下的磁场测量是电磁脉冲测量技术中的难点之一,由于输出端结构的径向非对称性,传统的环天线很难避免电场干扰。针对于此,研制了一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器,该传感器由双环天线和光传输系统组成。根据近场电磁场量的分布特性,双环天线选择平行镜像对称放置的方式,从而能够将终端电压区分为磁场响应分量和电场响应分量,再通过末端差分电路即可去除电场响应分量,得到纯净的磁场响应分量。试验表明,在邻近雷击环境模拟装置中,双环传感器相较于单环传感器具备更强的抗电场干扰能力,能够实现磁场的准确测量。     

电磁脉冲作用下自由空间线缆的感应开路电压

 运用时域有限差分法结合基于Kirchhoff积分的近／远场变换,计算了高功率微波（HPM）和超宽带（UWB）电磁脉冲作用下自由空间不同长度线缆上感应的开路电压,分析了感应电压峰值和线缆长度之间的变化关系以及入射波波形参数对其影响。计算结果表明,辐射场电场强度为50 kV·m^-1的HPM和UWB作用在线缆上可以感应出几百V到数十kV的脉冲电压;感应电压的峰值与线缆长度之间并不是单调线性增加的关系;HPM的载频越高,感应电压峰值越小;UWB的脉冲宽度越宽,感应电压峰值越大。