电磁环境与电磁干扰概览.ppt

辐射模拟器的照射器是一个双锥偶极子天线，把电磁脉冲辐射到很远的地方，能在很大范围内产生电磁脉冲环境，因此可对大型固定的目标和分散的目标进行试验。由于天线的方向性不强，能量利用率较低，场强一般要比有界波模拟器低。通常，它用于耦合非破坏性的诊断试验。 核电磁脉冲模拟 核电磁脉冲模拟 系统功能、电路或元器件等遭受核电磁脉冲的作用而发生暂时性损伤或无意的动作、假动作，从而导致分系统或系统本身受到破坏； 导弹发射电路中的瞬时感应会使导弹无意中点火； 计算机受干扰改变程序而发生延误； 雷达系统因内部瞬态过程而丢失敌机目标等。 HEMP能量经耦合进入电气或电子系统后，可能对系统的功能产生影响，称EMP效应。这种效应可能是暂时的或是永久的。系统的敏感性是指系统对耦合的EMP瞬态电冲击的响应。如果系统受EMP冲击后造成暂时工作失常称为工作失灵，而永久损伤称为功能损坏。 核电磁脉冲效应 核电磁脉冲对元器件的损伤 几种典型的失效模式 核电磁脉冲效应 四、非核电磁脉冲源及效应 1962年7月，美军在约翰斯顿岛上空进行了当量为140万吨的核试验，核弹爆炸1秒钟后，距试验场800公里的檀香山岛上的数百个防御警报器全部爆裂，瓦胡岛的照明变压器被烧坏，檀香山与威克岛的远距离短波通信中断。与此同时，距爆心投影点1300公里的夏威夷群岛上，美军的电子通信监视指挥系统也全部失灵。 是什么原因导致了灾难的发生呢？美军调查小组事后发现，“元凶”原来是核爆试验产生的高能电磁脉冲。这一偶然的发现，激起了美军将高能微波武器用于战场的兴趣。特别是近20多年来，电磁脉冲武器的研发和运用正呈加速的趋势。 非核电磁脉冲是一种由电磁脉冲武器产生的电磁场强度非常高、波形前沿上升快（0.01～0.03μs）、持续时间短（几十μs） 、频谱宽、能量极高的电磁波。 EMP武器可以分为定向辐射的EMP武器和非定向辐射的EMP武器。 四、非核电磁脉冲源及效应 非核电磁脉冲弹，是利用炸药爆炸压缩磁通量的方法产生高功率微波的电磁脉冲武器。 微波武器可使武器、通讯、预警、雷达系统设备中的电子元器件失效或烧毁； 导致系统出现误码、记忆信息抹掉等，强大的高功率微波辐射会使整个通讯网络失控； 能够提前引爆导弹中的战斗部或炸药； 能杀伤人员，当微波低功率照射时，可使导弹、雷达的操纵人员、飞机驾驶员以及炮手、坦克手等的生理功能发生紊乱，出现烦躁、头痛、记忆力减退、神经错乱以及心脏功能衰竭等症状；当微波高功率照射时，人的皮肤灼热，眼患白内障，皮肤内部组织严重烧伤甚至致死； 前苏联的研究人员曾用山羊进行过强微波照射试验，结果1公里以外的山羊顷刻间死亡，2公里以外的山羊也丧失活动功能而瘫痪倒地。 四、非核电磁脉冲源及效应 * * 根据雷电电磁脉冲的特点， 其模拟装置由脉冲发生器和有界波模拟器构成，有界波电磁脉冲模拟器由脉冲源、前过渡段、平行板段 、后过渡段和终端器几个部分构成其结构如下图 所示。模拟器的电磁特性由脉冲源的等效电感、电容以及传输线的阻抗等因素决定。调节C2 , R1 的值, C1 , R2 的值, 可以改变脉冲的波头时间和半波宽度。 C1 －充电储能电容，C2 －放电电容, R1 －放电电阻， R2 －负载电阻， 放电前电源先对C1 充电，S为放电开关。 雷电电磁脉冲模拟 雷电电磁脉冲模拟器短路波形 波前时间： T1＝8μs±20％ 半峰值时间：T2＝20μs±20％ 雷电模拟器短路电流波形是一种快速上升(8 μs)、持续时间短(半峰值时间20 μs)、频率成分复杂、峰值电流很大(达2kA 以上) 的冲击电流波形。 IEC61000-4-5 规定了雷电浪涌模拟器的短路电流波形(8/20 μs) ， 图中T 1 为波前时间，T 2 为半值时间。 IEC61000-4-5 标准还规定， 冲击大电流幅值的测量误差应不大于±3% ， 波头、波长时间的测量误不大于±10% 。 雷电电磁脉冲模拟 利用GTEM室（吉赫兹横电磁波传输室）＋Marx源 来模拟雷电电磁脉冲远场（电场环境） 通过调整Marx发生器的参数（电阻、电容及放电时间）来调整GTEM室内的电磁场波形，模拟雷电回击过程产生的电磁脉冲 雷电电磁脉冲模拟 LEMP近场是低阻场，具有很高的磁场分量，根据IEC61000-4-9标准，采用雷击浪涌发生器提供浪涌电流，配合亥姆霍兹线圈模拟雷电近区磁场，在亥姆霍兹线圈中央区域产生满足标准波形要求的雷电脉冲磁场环境。 通过调节雷击浪涌发生器的输出电压，可以方便地调节模拟雷电磁场的强度，最高可达20 kA/m。 利用脉冲磁场发生器模拟雷电磁场。 在电子设备电磁兼容性测试方