射频光传输设备及其在核电磁脉冲防护中的应用

探究射频微波信号在光纤中传输及处理技术摘要：在射频微波信号与光电子传输处理工程结合日益紧密之际，微波光子学得到了迅速的发展，不仅扩展了室内无线接入网的覆盖面积，而且降低了信号泄露的风险。

特别是在射频微波信号传输方面，利用光纤射频微波信号传输处理技术，可以突破传统相控阵天线仅可向特定方向辐射波数的弊端，尽可能压缩相控阵天线的雷达尺寸，降低信号传输损失。

基于此，探究光纤中射频微波信号的传输及处理技术非常必要。

关键词：射频微波信号；光纤传输；处理技术1微波光子信号处理的关键构件1.1稳定光源在优化微波光子信号处理系统设计时，需要考虑云系统过程中的噪声问题。

为此，在实际应用过程中，将使用半导体激光器作为系统的光源。

在半导体激光器的应用中，产生的光能主要是通过光学谐振产生的，释放的能量也具有时间和空间的相干性。

此外，输出光本身也具有良好的单色性和方向性，能够满足系统运行的基本要求。

在实际应用中，还需要严格检测光源，以确保相应波长的光能顺利进入谱线区域，满足射频的基本要求。

同时，光源释放的相干光也可以成功地完成耦合，得到多模光纤。

利用光纤在应用中的相关优势，可以调整系统的运行状态。

1.2电光调制器在结构应用过程中，还将使用电光调制器。

这种结构也是在系统运行期间完成电光转换的装置，其性能稳定性也将直接影响系统运行期间的性能。

此外，在系统中使用电光调制器还可以成功地克服系统运行中存在的问题，从而实现大范围的宽带运行。

在设备的整个操作过程中，它也将应用于光载波结构。

在应用过程中，结构还需要整理特征参数，包括应用强度、工作频率、相位状态、偏移量等，这些特征参数也可以通过调制器进行动态调整，使系统保持在相对稳定的工作状态，从而满足系统运行过程的相关要求，从而提高系统运行过程的稳定性。

1.3光电探测器除了前两种应用结构外，光电探测器在实际应用中也是一个非常重要的组件。

这种结构也是在系统运行期间完成电光转换的装置，其性能稳定性也将直接影响系统运行期间的性能。

银行系统信息中心的雷击电磁脉冲防护【摘要】本文探讨了如何按照iec 62305-2010和gb50057-2010《建筑物防雷设计规范》（2000版）对银行系统信息中心进行雷击电磁脉冲防护。

【关键词】银行系统信息中心雷击电磁脉冲防护随着银行系统现代化、信息化建设的不断发展，电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。

这些大量精密电子设备的使用及联网，使安装在弱电系统中的设备，经受着电源质量不良（如电源谐波放大、开关电磁脉冲）、直击雷、感应雷、工业操作瞬间过电压、零电位漂移等浪涌和过电压的侵袭，造成网络运行中断、甚至设备永久性损坏，由此而带来了巨大的直接经济损失，间接损失更是无法估量。

因此，银行系统电子设备雷电过电压及电磁干扰防护，是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通信线路、设备正常运行必不可缺少的技术环节，是银行系统金融电子化建设及运行管理工作的重要组成部分。

一、雷击损坏原因的分析银行系统的雷击案例大部分是由感应雷击及地电位反击而引起的。

对于室外的入户线路，电源线和信号线均存在遭感应雷击的可能，虽然采取了埋地、穿管屏蔽、接地等措施，但也只能导走大部分雷电流，并不能将芯线上的感应雷电流导走，就是这部分芯线上的感应雷电流造成了设备的损坏。

对于内部传输线路，当建筑物本身或附近落雷后，周围会形成强大的磁场，这些强磁场会对各种传输线路形成感应过电压或耦合过电压，从而造成损坏。

对本身屏蔽及抗干扰能力较差的设备，强磁场可直接对内部芯片造成干扰甚至损坏。

据研究当磁场强度bm≥0.07×10-4t时，无屏蔽的计算机会发生暂时性失效或误动作；当bm≥2.4×1010-4t时，计算机元件会发生永久性损坏。

而雷电电流周围出现的瞬变电磁场强度往往超2.4×10-4t。

另外当建筑物本身或附近落雷后，地网电位升高，从而形成“反击”，造成损害。

二、等电位联结措施等电位联结技术是现代防雷技术的核心内容，现行国标及iec 标准都是围绕此项内容展开的，spd（电涌保护器）也是一种等电位联结器件。

光频域反射仪（OFDR）在军事装备中的应用摘要：随着光纤应用面的扩大，一个很重要的问题随之产生：如何在日常维护保养中对基于光纤技术的装备或系统进行有效的检测。

目前市场上比较常用的代表性技术有：基于瑞利散射的用于干线光缆故障检测的OTDR；基于布里渊散射的用于分布式应力测量的BOTDR；基于拉曼散射的用于分布式温度测量的ROTDR。

它们的优点是技术难度相对低、测量距离长（百公里级），但距离分辨率有限。

而OFDR是一种基于频域分析的后向反射测量技术，从原理上克服了OTDR在距离分辨率上的不足，可实现高距离分辨率、高灵敏度、中等距离的测量。

关键词：光频域反射仪；军事装备；应用一、应用背景概述1.1、海上军事装备的应用美国海军在80年代初就实施了开发大型新舰船用光纤区域网作为计算机数据总线的计划（AEGIS（宇斯盾）计划），他们意识到了将舰艇中的同轴电缆更换为光缆的巨大价值。

1986年初，美国海军海洋系统司令部又在此基础上成立了SAFENET（能抗毁的自适应光纤嵌入网）委员会。

并于1987年成立工作组指导制定了SAFENET－I和SAFENE-II两套标准并开发出了相应系统。

这些系统已安装在CG 47 级导弹巡洋舰、DDG 51级导弹驱逐舰、“乔治·华盛顿号”航空母舰等舰艇上。

随后实施的高速光网（HSON）原型计划，在实现了 1.7Gb／S的第一阶段目标后，美国“小石城号”军舰上的雷达数据总线传输容量就达到了1Gb／S，并使原来重量达90吨的同轴电缆被0.5吨重的单模光缆所代替。

1997年11月，美国在核动力航空母舰“杜鲁门号”（CVN75）上采用气送光纤技术完成了光纤敷设。

后来又成功地在“企业号”（CVN 65）上进行了敷设。

还计划在“里根号”（CVN 76）、“尼米兹号”（CVN68）及“USSWasp”号（LHD－1）上用气送光纤技术敷设光纤系统。

其中“杜鲁门号”上所用光纤达67.58kM。

电磁波的谱系概述电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的能量传播形式。

其谱系概述了电磁波根据频率和波长的分类，涵盖了广泛的电磁辐射类型。

电磁波谱的分类电磁波谱根据频率和波长的不同，可以分为以下几个主要区域：1.射频波：射频波具有较低的频率和相对较长的波长，通常用于广播、电视、雷达等通信和无线传输应用。

2.微波：微波波段的频率相对较高，波长较短，适用于无线通信、雷达、卫星通信、微波炉等技术应用。

3.红外线：红外线波段位于可见光的下方，具有较长的波长，广泛应用于红外线热像仪、红外线通信、遥控器等领域。

4.可见光：可见光是人眼可以感知的电磁波区域，包括蓝、绿、红等颜色，广泛应用于照明、光学通信、成像技术等。

5.紫外线：紫外线波段具有较高的能量，常被用于杀菌、紫外线检测、紫外线固化等应用。

6.X射线：X射线拥有高能量和较短波长，可穿透物质，广泛应用于医学影像诊断、材料测试、安全检查等领域。

7.ɣ射线：ɣ射线是电磁波谱中能量最高、波长最短的部分，常用于核医学、放射治疗、核物理研究等。

电磁波的特性和应用不同频率和波长的电磁波具有不同的特性和应用：•传输能量：高频率的电磁波，如射频波、微波、X射线和ɣ射线，具有较强的穿透能力，可用于通信、成像和检测。

•信息传输：射频波、微波和可见光等电磁波用于无线通信、卫星通信、光纤通信等信息传输应用。

•医学影像：X射线和ɣ射线可用于医学影像诊断，帮助医生观察和检测人体内部的结构和异常情况。

•光谱分析：可见光和红外线广泛应用于光谱分析，用于材料研究、化学分析、天文学观测等领域。

•遥感技术：红外线和微波波段的电磁波被用于遥感技术，通过探测地球表面反射和辐射的能量，获取地表信息。

•辐射治疗：ɣ射线被用于肿瘤治疗，通过辐射杀死癌细胞。

电磁波谱系的广泛应用使我们能够实现无线通信、医学影像、光谱分析等#电磁波的谱系概述电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的能量传播形式。

其谱系概述了电磁波根据频率和波长的分类，涵盖了广泛的电磁辐射类型。

射频前端强电磁脉冲防护的研究摘要:在强电磁脉冲环境中，射频前端电路十分容易发生电路的损毁，并且还会造成其性能降低，这将会导致通信系统工作出现故障，严重的将导致通信系统彻底失效，这对通信系统产生了巨大的危害，所以现国内对于射频前端强电磁脉冲防护的研究十分的重视，为保护射频前端在强电磁脉冲环境中能更好的生存，本文将分析研究射频前端强电磁脉冲防护方法，从电磁脉冲防护技术和电磁脉冲防护材料的选择这两个方面进行阐述，对射频前端强电磁脉冲的防护进行研究，分析我国射频前端强电磁脉冲防护未来的发展趋势。

关键词:射频前端;电磁防护;防护方法随着无线电通信技术的快速发展，射频通信技术的广泛运用及现代化战争对电子电气、通信信息设备的高度依赖，就此产生了许多新的作战手段，特别是强电磁脉冲的运用逐渐成为了改变现代战争规则的有力武器，并在此基础发展出一系列的新概念武器：电磁脉冲炸弹(EMP)、高频微波武器、定向动能武器等被制造出来，外加自然雷电这些强电磁的影响，射频前端模块当中的半导体，以及当中的集成电路都十分容易受到破坏，当这些部件受到破坏时整个通信系统都将受到影响甚至瘫痪，所以射频前端强电磁脉冲防护对于通信系统有着极其重大的意义。

现在许多国家，都纷纷提高了对射频前端强电磁脉冲的防护重视程度，因为射频前端强电磁脉冲防护由一个复杂的技术体系所组成，范围相当广泛，所以我们就重点以电磁脉冲防护技术和电磁脉冲防护材料这两个方面来进行研究分析。

1.分析电磁脉冲防护技术由于现在诸多的强电磁脉冲武器的产生对我们的通信设备造成极大的危害，这些人为的强电磁环境使得研究电磁防护已经迫在眉睫，现在对于电磁防护技术的探索已经成为了各个国家的重点研究方向。

就我国而言，也在不停地探索新的电磁防护技术，以更好应对恶劣的电磁环境，电磁脉冲防护技术实际上与雷电电磁脉冲防护技术相同，都是拦截、疏导、泄放入地的过程。

防护的不同点主要是：纳秒级快速反应速度及相当于1000倍雷电流的高能量钳制，因此，我们在屏蔽，接地，隔离等这些传统的技术的基础上，研发了关于电磁防护的新技术、新材料，对其进行了深入的探究。

装备环境工程第21卷第4期·140·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2024年4月多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计徐扬1,2，傅海涛1，轩辕韵佳1，张冲1，陈锐1（1.湖北省医疗器械质量监督检验研究院，武汉 430075；2.华中科技大学，武汉 430074）摘要：目的设计针对L波段射频前端敏感器件的强电磁脉冲防护模块，利用瞬态电压抑制二极管、气体放电管和发夹型微带带通滤波器进行联合仿真设计。

方法瞬态电压抑制二极管具有快速响应时间，气体放电管具有高功率容量，而微带带通滤波器可分离噪声信号，并保留有效信号。

通过结合这些器件进行防护设计，可以充分发挥各自优势，提高系统稳定性和强电磁脉冲防护能力。

结果该模块设计工作频段为1.3~1.7 GHz，带内插入损耗小于1.5 dB，在70 dBm功率注入的情况下，防护效果可以达到42.5 dB，具有良好的防护效果。

结论通过分析研究不同器件的特性和优化设计，实现了对L波段频谱的防护，具有重要的实用价值和广阔的应用前景。

关键词：强电磁脉冲防护；瞬态电压抑制二极管；气体放电管；微带带通滤波器；射频前端；强电磁脉冲中图分类号：TN973.4 文献标志码：A 文章编号：1672-9242(2024)04-0140-08DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2024.04.017Simulation Design of Multi-device Joint Strong EMP Protection Module at L-band XU Yang1,2, FU Haitao1, XUANYUAN Yunjia1, ZHANG Chong1, CHEN Rui1(1.Hubei Medical Devices Quality Supervision and Test Institute, Wuhan 430075, China;2. Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: The work aims to design a strong EMP protection module for L-band RF front-end sensitive devices and carry out a joint simulation design with transient voltage suppression diodes, gas discharge tubes and hairpin microstrip bandpass fil-ters. The transient voltage suppression diode had a fast response time, the gas discharge tube had a high power capacity, and the microstrip bandpass filter separated the noise signal and retained the active signal. By combining these devices in the protection design, their respective advantages were fully utilized to improve system stability and provide strong EMP protection. Through the design, the module worked in the frequency band of 1.3~1.7 GHz, the insertion loss was less than 1.5 dB in the working band, and the protection effect reached 42.5 dB under 70 dBm power injection, which indicated a good protection effect. By analyzing the characteristics of various devices and optimizing the design, the study achieves the protection of the L-band spec-trum, which has important practical value and broad application prospects.KEY WORDS: strong EMP protection; transient voltage suppression diodes; gas discharge tubes; microstrip bandpass filters;RF front-end; strong electromagnetic pulse收稿日期：2024-03-07；修订日期：2024-04-03Received：2024-03-07；Revised：2024-04-03引文格式：徐扬, 傅海涛, 轩辕韵佳, 等. 多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计[J]. 装备环境工程, 2024, 21(4): 140-147.XU Yang, FU Haitao, XUANYUAN Yunjia, et al.Simulation Design of Multi-device Joint Strong EMP Protection Module at L-band[J]. Equip-ment Environmental Engineering, 2024, 21(4): 140-147.第21卷第4期徐扬，等：多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计·141·射频系统及设备在强电磁脉冲环境下的生存能力面临巨大的困难和挑战，强电磁脉冲能量的危害也时刻存在[1-3]。

信息战武器装备战争工具对任何战争都是至关重要的，下面将简要介绍有关信息化战争和信息战的武器装备。

信息战武器装备有时简称为“信息战武器”或“信息武器”。

信息化战争的战争工具包括“信息化武器装备”（简称为“信息化武器”）和“信息战武器”。

我们将尽可能有区分地使用“信息战武器”和“信息化武器”这两个术语，认为它们具有不同的含义。

但有时也不加区分地用“信息武器”指代“信息化武器”和“信息战武器”这两者。

一、信息战武器与信息化武器的基本概念（一）信息战武器所谓信息战武器是指在为争夺信息获取权，控制权和使用权而进行的对抗与斗争中所使用的，以现代信息技术为核心的武器装备及系统。

这段话表明了信息武器的两个基本属性：其一它是直接参与信息对抗并为争夺制信息权而使用的武器装备及系统；其二它是以信息技术为核心的武器装备及系统。

信息战武器装备的主要作用是：①用于军事情报信息的获取、传输、加工处理和再生，引导己方的兵器系统对敌方目标进行杀伤；②用于对敌方的信息、信息系统和信息能力加以利用和进行打击；③同时也可用于保障己方的信息、信息系统和信息能力，免受敌方的利用、破坏和摧毁。

凡是具有上述一个或多个方面作用的武器、设施、装备或系统都可纳入信息战武器装备。

这样，过去被认为是保障系统的指挥动化系统或CISR系统就是很重要的信息战武器类的系统。

信息战武器装备将是未来信息化战争中的主战兵器。

(二)信息化武器所谓信息化武器是指以信息技术为基础，信息与火器能量相结合而形成的信息主导型武器。

信息化武器采用信息技术改造传统的武器系统，使其具备了原先不具备的信息探测、传输、处理和控制、制导、对抗等一项或多项功能，从而使武器系统的性能和作战效能得到成倍的提高和增强。

如信息化（制导）弹药的精度倍增、威力倍增，使原有的弹药发挥出几倍于过去的战斗力。

因此，凡是以信息技术为动力，以信息系统为依托，使信息技术和信息系统与硬武器系统相结合或融为一体，从而使武器性能产生质的飞跃的武器都可以称为信息化武器。

C N I T S E C24 / 2020.12文│ 特约记者 王丹琛封面人物Cover Feature建设国家电磁空间安全体系维护电磁空间安全国家利益——陈鲸院士谈电磁空间安全编者按：10月21日，国防法修订草案全文公布，修订草案新增规定，国家采取必要的措施，维护包括太空、电磁、网络空间在内的其他重大安全领域的活动、资产和其他利益的安全。

中央军委委员、国务委员兼国防部部长魏凤和指出，电磁安全及网络空间安全被列入重大安全防卫领域，并将为相关领域防卫力量建设提供法律依据。

对此，我刊采访了我国著名的通信与信息系统专家、我国空间监视技术领域主要开拓者陈鲸院士，请他谈谈对这一重要变化的见解，以飨读者。

陈鲸，中国工程院院士，西南电子电信技术研究所研究员、博士生导师。

解放军信息工程大学、国防科技大学兼职教授；军事科学技术奖励评审委员会委员，国家成果奖励评审委员会委员。

主持研制了中国首套卫星频谱监测管理成套设备以及中国首套空间监视系统，开创了空间监视技术领域；主持设计研制了中国首套卫星遥感数据信号接收处理系统；在我国科学实验卫星系统试验验证和新型数字阵列监视雷达体系建设主持完成多项大型系统工程。

Cover FeatureC N I T S E C2020.12 /25记者：今年10月份，电磁空间安全作为一种非传统安全被列入重大安全防卫领域，请您简要介绍一下电磁空间的概念及其在国家防卫领域的重要意义。

陈院士：电磁空间是电磁频率域，由各种电磁设备发射的电磁波和自然界辐射的电磁波共同构成，电磁波的频率范围可以从零到无穷，所覆盖的物理空间是无限的。

这个空间是信息产生、传输、感知和利用的主要渠道，也是信息化战争时代新型作战形式有效运用的重要依托。

从频谱的角度来看，电磁空间的范围从低频到高频，从无线电波到光波，甚至还包括静电、静磁，以及处于束缚态和游离态的电子和离子束。

技术涉及侦察、监测、遥控、可视化技术，以及电磁兼容、电磁防护等，集中了当今高新技术发展的顶尖成果。