大系统强电磁脉冲综合仿真解决方案

系统级电磁脉冲模拟试验技术系统级电磁脉冲（Electromagnetic Pulse, EMP）是一种短时、高能量的电磁辐射，可对电子设备、通信系统和电力网络等基础设施造成严重影响。

为了评估和强化这些系统对EMP的抵抗能力，模拟试验技术显得尤为重要。

本文将就系统级电磁脉冲模拟试验技术进行探讨，包括其意义、技术原理、设备要求、试验方法及未来发展。

一、技术意义系统级电磁脉冲模拟试验技术的研究意义在于，通过对系统级EMP抵抗能力的测试评估，提高关键基础设施和军用设备的抗毁性，确保其在面临电磁脉冲威胁时能保持正常运行，从而增强国家安全和防御能力。

二、技术原理系统级电磁脉冲模拟试验技术的核心原理是利用专门设计的设备产生高能量、短时、宽频谱的脉冲辐射，模拟真实场景下的EMP效应。

这种脉冲辐射模拟出来的电磁场具有较高的峰值功率和快速上升时间，能对设备系统产生快速、强烈的影响，使其处于电磁脉冲辐射下的工作状态，从而评估其抗毁性能力。

三、设备要求系统级电磁脉冲模拟试验的关键设备包括脉冲发生器、天线装置、辐射控制和测量系统。

脉冲发生器负责产生高能量、宽频谱的脉冲辐射，天线装置用于有效辐射脉冲信号，辐射控制系统用于控制辐射方向和范围，测量系统则用于对被测系统的电磁响应进行记录和分析。

四、试验方法系统级电磁脉冲模拟试验主要有暴露试验和功能性试验两种方法。

暴露试验主要通过暴露被测系统于电磁脉冲辐射环境下，观察其受到的影响和承受能力，以评估其电磁抗毁性能；功能性试验则是在电磁脉冲辐射下测试被测系统的工作状态和性能，以判断其在EMP环境下是否能正常工作。

五、未来发展随着电子设备和通信系统的不断发展，电磁脉冲模拟试验技术也将不断完善。

未来，在脉冲辐射的模拟精度、试验的真实性和被测系统的复杂性等方面将会有更多创新和突破。

还应加强国际合作，共同推动电磁脉冲模拟试验技术的发展，增强全球范围内的电磁抗毁性能力。

在电磁脉冲模拟试验技术的探讨中，通过对其意义、技术原理、设备要求、试验方法及未来发展的阐述，可以更全面地认识到系统级电磁脉冲模拟试验技术对国家安全、国防事业和关键基础设施的重要性，同时也为未来该领域的研究和发展提供了一定的思路和参考。

《基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统的设计及应用》一、引言随着现代电子技术的飞速发展，电磁脉冲（EMP）对电子设备和系统的干扰问题日益突出。

电磁脉冲抗扰系统作为保护电子设备免受电磁干扰的重要手段，其设计和应用显得尤为重要。

本文将介绍一种基于MARX发生器的电磁脉冲抗扰系统的设计及应用，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、系统设计1. 系统概述本系统以MARX发生器为核心，通过产生高电压、大电流的电磁脉冲信号，对电子设备进行抗扰测试。

系统主要包括MARX 发生器、脉冲形成网络、能量输出电路、控制系统及测量装置等部分。

2. 核心部件设计（1）MARX发生器设计MARX发生器是本系统的核心部件，其作用是产生高电压、大电流的脉冲信号。

设计时需考虑其电压、电流的稳定性、可靠性及重复性等指标。

此外，还需考虑其与脉冲形成网络的配合，以确保脉冲信号的传输效率和准确性。

（2）脉冲形成网络设计脉冲形成网络用于将MARX发生器产生的脉冲信号进行整形和放大，以满足抗扰测试的需求。

设计时需考虑其响应速度、稳定性及抗干扰能力等因素。

3. 系统工作流程系统工作时，首先由控制系统发出指令，触发MARX发生器产生脉冲信号。

然后，脉冲信号通过脉冲形成网络进行整形和放大，再通过能量输出电路对电子设备进行抗扰测试。

在测试过程中，测量装置实时监测并记录数据，以便后续分析。

三、系统应用本系统可广泛应用于军事、航空、航天、船舶、电力等领域的电子设备抗扰测试。

在军事领域，可用于雷达、导弹制导等设备的抗干扰性能测试；在航空、航天领域，可用于飞机、卫星等设备的电磁兼容性测试；在船舶和电力领域，可用于船舶电力系统和变电站的电磁干扰防护。

四、实验与分析为验证本系统的性能，我们进行了多次实验。

实验结果表明，本系统能够产生稳定、可靠的电磁脉冲信号，且具有较高的重复性。

在抗扰测试中，本系统能够有效地模拟各种电磁干扰场景，为电子设备的抗干扰性能提供有力的测试手段。

脉冲强磁场测量系统的设计与仿真分析
刘俊;徐雁
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2006(043)009
【摘要】分析了脉冲强磁场测量的原理,介绍了感应线圈的设计和标定以及可能采用的三种积分器,然后结合具体的参数对由三种积分器构成的脉冲强磁场测量系统进行了仿真.分析和仿真说明,通过设计适当线圈尺寸,并结合数字积分,可以准确地测量70T的脉冲强磁场,测量准确度可达±0.2%.
【总页数】5页(P11-14,36)
【作者】刘俊;徐雁
【作者单位】华中科技大学,电气与电子工程学院,武汉,430074;华中科技大学,电气与电子工程学院,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TM937
【相关文献】
1.应用于变电站接地测量系统的脉冲电源的设计与仿真 [J], 朱士加;李琳;颜湘武
2.基于虚拟仪器的脉冲强磁场测量系统 [J], 胡明同;罗浩;曾凡荣;夏正才
3.基于虚拟仪器的脉冲强磁场测量系统 [J], 胡明同;罗浩;曾凡荣;夏正才
4.基于转角样品杆的脉冲强磁场电输运测量系统 [J], 刘沁莹; 王俊峰; 左华坤; 杨明; 韩小涛
5.脉冲强磁场下的电极化测量系统 [J], 刘婉馨; 陈瑞; 刘永杰; 王俊峰; 韩小涛; 杨明
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现代电子技术Modern Electronics TechniqueNov. 2023Vol. 46 No. 222023年11月15日第46卷第22期0 引 言在当前电子信息科技飞速发展的时代，强电磁脉冲因其具备能量强度大、峰值强度高、作用范围极广、破坏力强大等特点，越来越受到国内外学者的广泛关注[1⁃6]。

为了进行电气电子产品、武器装备等抗电磁脉冲干扰能力的检验、考核和验收，美国率先在美军标MIL⁃STD⁃461E 中提出了辐射敏感度实验方法。

我国现有最新标准GJB 151B —2013中的RS105测试项也详细规定了电磁脉冲测试的方法和等级[7]。

国内近些年来在强电磁脉冲领域，特别是关于强电磁脉冲模拟器的课题有很多的研究成果。

康宁等人利用电磁仿真软件CST 仿真了锥形结构电磁脉冲模拟器试验装置中场的分布，通过仿真DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2023.22.006引用格式：王鹏飞，刘恩博，李贤灵，等.一种强电磁脉冲模拟器的仿真及验证研究[J].现代电子技术，2023，46（22）：28⁃32.一种强电磁脉冲模拟器的仿真及验证研究王鹏飞， 刘恩博， 李贤灵， 王海星， 张宗兵， 田清文（广州广电计量检测股份有限公司 电磁兼容研究所， 广东 广州 510656）摘 要： 用于GJB 151B —2013中RS105测试项目的平面金属板有界波模拟器，其过渡段上下对称能保证产生快前沿脉冲，并使得测试系统所占空间相对较小；且该模拟器中的平行板段会使得有效测试空间相对较大。

为实现GJB 151B —2013中RS105项目测试虚拟化、便捷化，文中基于有限积分技术算法（FIT ）的电磁仿真软件CST ，通过仿真与实测相结合的方法，对平面金属板有界波模拟器的仿真进行研究，提出一种与该脉冲模拟器等比例的仿真模型，并对该模拟器仿真模型的电场分布特性进行分析。

结果表明，所提模型的仿真结果与实测结果非常接近，RS105试验设备测试空间中的电场分布基本均匀，沿传播方向电场逐渐减小，而且电场关于测试系统中心的轴线呈对称分布。

毕业设计——电磁脉冲模拟器空间电场测量系统的硬件电路设计及仿真(总40页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--毕业设计(论文)任务书课题名称电磁脉冲模拟器空间电场测量系统的硬件电路设计及仿真系别电气信息系专业班级姓名学号毕业设计（论文）的主要内容及要求:内容：1、首先了解强脉冲功率电源的工作原理，电场测量技术的理论基础和基本方法，设计相关硬件电路，包括传感器电路、接口转换电路；2、对各种电场测量方法和原理进行分析，选择合适的一种方法测量强脉冲功率电源的电场强度，对电场空间和时间分布进行计算；3、学习使用OrCAD/PSpice等硬件电路仿真软件，VB等编程软件。

4、总结编排材料，撰写毕业设计论文，进行毕业答辩。

要求：1、论文要求格式规范，字迹清晰，应有中英文摘要、关键词并附两张大图；2、论文要求所设计的测量系统有详细的理论分析和设计依据计算；3、论文最后应附有5000汉字的相关英文资料翻译。

指导教师签字：日期：年月日电磁脉冲模拟器空间电场测量系统的硬件电路设计及仿真摘要本文针对有界波EMP（电磁脉冲）模拟器的研究，电磁脉冲模拟器作为外部高能脉冲激励源，为实验研究复杂电磁环境中的电磁预测问题提供了必要的技术支持。

在学习模拟器原理及结构的基础上设计了一套小型平行板电磁脉冲模拟器空间电场测量系统。

该系统包括电场测量探头、信号调理电路，高速数据采集部分。

其中高速数据采集部分采用了加拿大AlazarTech公司的高速数据采集卡ATS9350。

本文在查阅了大量文献的基础上，对各种电场测量系统的方案进行了综述与比较。

对电磁脉冲模拟器的构成及其脉冲源进行了初步探究和分析。

本设计使用OrCAD/PSpice软件绘制了信号调理电路的原理图，并模拟电场探头感应脉冲电场所产生的电压脉冲信号进行了激励源的设计，并用此激励源对原理图进行了PSpice仿真验证，得出了想要的信号调理结果。

系统级电磁脉冲模拟试验技术系统级电磁脉冲（EMP）是一种高能电磁辐射，当它与电子设备和系统相互作用时，可能对其产生破坏性影响。

对EMP的模拟试验技术的研究和发展变得至关重要。

本文将介绍系统级EMP模拟试验技术的基本原理、现有技术和发展趋势。

一、系统级EMP的基本原理系统级EMP模拟试验技术旨在对电子设备和系统在面对真实EMP事件时的抗干扰能力进行测试。

EMP的特点包括高能量、宽频谱和瞬时性，它可能通过导弹发射、核爆炸或天然原因引发，对导航系统、通信设备、电力系统等造成严重影响。

模拟试验技术的目标在于能够准确再现真实EMP场景，评估被测设备的抗干扰性能。

二、现有系统级EMP模拟试验技术1. 电磁场发生器传统的EMP模拟试验常通过使用高压脉冲发生器产生快速变化的电磁场，模拟真实EMP事件对设备的影响。

高压脉冲发生器通常包括脉冲发生部分和辐射天线部分，能够在短时间内释放大量能量，并产生宽频谱的电磁辐射。

2. 仿真计算基于数值仿真技术，可以对系统级EMP场景进行模拟计算，从而评估设备的抗干扰性能。

通过构建真实场景的数值模型，包括领域辐射、耦合传导等效应，可以计算设备在不同工作状态下的脆弱性和抗干扰性。

3. 实际场景验证为了验证数值模拟的准确性和完整性，还可以进行实际场景验证。

这通常包括在实际环境中对被测设备进行系统级EMP模拟试验，观察其在真实场景下的表现，从而得到更为可靠的抗干扰性能评估。

三、系统级EMP模拟试验技术的发展趋势1. 多维仿真与综合评估未来系统级EMP模拟试验技术将更加注重多维仿真，包括考虑脉冲波形、频率、功率等多个因素的综合影响。

通过综合评估，可以更准确地判断设备在不同场景下的抗干扰能力。

2. 高度集成与自动化测试随着电子设备的复杂性增加，未来的EMP模拟试验技术将朝向高度集成和自动化测试发展。

这将提高测试效率，并能够更全面地覆盖设备的各个工作状态。

3. 物理仿真与虚拟验证未来还将注重物理仿真与虚拟验证的结合，通过全面的物理仿真和虚拟验证，可以更好地识别设备的脆弱性和抗干扰性，从而指导设备的设计和改进。

系统级电磁脉冲模拟试验技术系统级电磁脉冲（Electromagnetic Pulse，简称EMP）模拟试验技术是用于模拟真实EMP事件对电子设备、电力系统和通信系统等的影响的一种测试方法。

该技术用于评估和验证系统抗EMP能力，以便提供EMP事件下系统的保护措施和恢复能力。

以下是系统级EMP模拟试验技术的一些关键方面：1. 脉冲发生器：系统级EMP模拟试验需要使用专用的脉冲发生器来生成高能量、宽带、短时的脉冲信号。

通常使用磁控管（Magnetron）或脉冲功率放大器（Pulse Power Amplifier）作为脉冲发生器。

2. 脉冲耦合装置：系统级EMP模拟试验需要将脉冲信号有效地耦合到测试设备上，以模拟真实EMP事件的电磁辐射作用。

常用的脉冲耦合装置包括传导式耦合装置和辐射式耦合装置。

3. 试验设备和防护：系统级EMP模拟试验需要使用被试设备和防护措施。

被试设备是需要测试其抗EMP能力的电子设备、电力系统或通信系统等。

防护措施包括使用防护外壳、屏蔽设备或过滤器等来降低被试设备遭受EMP脉冲的影响。

4. 试验参数：系统级EMP模拟试验需要定义和控制一些重要的试验参数，以模拟真实EMP事件的特征。

这些参数包括脉冲幅度、脉宽、重复频率、极化方式等。

5. 试验评估和验证：系统级EMP模拟试验完成后，需要对被试设备的性能进行评估和验证。

评估包括测量设备的抗EMP能力和系统的恢复能力。

验证包括与相关标准或规范进行对比，并进行必要的修改和改进。

系统级EMP模拟试验技术是一种有效的手段，可以帮助设计和测试人员了解和提高系统的抗EMP能力，以确保系统在真实EMP事件中的可靠性和稳定性。

该技术广泛应用于军事、航空航天、能源和通信等领域。

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]。

大系统强电磁脉冲综合仿真解决方案一、必要性电磁兼容（EMC）已经成为一个日益严重的环境污染源，这是因为：●越来越多电器设备的投入使用●IC时钟频率的越来越高●辐射源辐射功率的增大●设备抗干扰性的减弱●无线通信的迅速发展诸如此类的原因使得同一环境中各种设备既能正常工作又互不干扰变得越来越困难，同时这种电磁环境对人类的健康产生了越来越大的危害，系统（汽车、飞机、舰船、导弹、卫星等）中的机箱电磁泄露，设备之间的相互干扰导致彼此的器件的误动作，解决电磁兼容性问题已经刻不容缓。

解决电磁兼容性问题不能只靠运气和测试，测试的时间成本和费用成本都非常高，利用电磁分析工具可以高效地解决电磁兼容问题，提高产品竞争力。

EMC问题成为电子设备设计流程中一个非常重要的环节，并且贯穿设计流程的各个阶段。

人们往往要将大量资金和时间花费在样机生产和EMC测试的循环流程中。

而通常来说，整个测试需要花费很长的时间并要支付高额的测试费用，不利于产品的快速研发。

在90年代后期，国家已经明确制订了电子设备的电磁兼容性标准和规范以及严格的认证措施，规范国内外产品的电磁兼容性能。

而传统的设计流程依然遵循经验设计——样机生产——测试的模式，也就是常说的Try and Cut方法，一旦测试不能通过，就必需按照设计流程重新开始！无疑，这样做的代价是冗长的设计周期和高昂的成本。

在科学技术日益发展的今天，针对传统设计模式解决电磁兼容性问题的弊端，利用计算机仿真技术在设计前期对系统电磁兼容性能进行模拟分析，即所谓的design-level analysis，找出影响电磁兼容性能的关键因素，有针对性的加以改进，将很多的设计风险扼杀在萌芽状态，从而能大大缩短设计周期和节省设计成本。

二、选型分析目前国际上主流商业机箱EMC的软件有：美国Ansys公司旗下的ANSOFT-HFSS；美国REMCOM 公司的XFDTD；德国CST公司的CST MS工作室；在上述三款软件中，HFSS是采用频域有限元法（FEM）解决EMC问题。

477吉林大学学报(信息科学版)第41卷的研究热点[5⁃6]㊂在复杂的电磁环境中,车辆的电控系统极易受到干扰和破坏,对车辆安全性造成严重威胁㊂车辆所面临的大功率电磁辐射干扰主要有传播辐射㊁自然电磁辐射和人为电磁辐射[7],其中人为电磁辐射是现代化信息战争面临的关键性问题㊂人为电磁辐射的主要来源是电磁脉冲武器,它是一种性能独特㊁威力强大且软硬杀伤兼备的现代信息化作战武器,形成高空电磁脉冲(HEMP:High Altitude Electromagnetic Pulse),能对较大范围内的车辆内部线束及关键电子设备同时实施压制性和摧毁性的破坏[8⁃9]㊂笔者以某民用吉普车作为模型进行研究,考虑车辆关键金属结构㊁线缆和电子设备建立电磁仿真模型,对车辆线束电磁辐射敏感度问题进行深入研究㊂通过对车辆线束电磁响应的主要影响因素进行统计分析,得到不同参数下线缆感应电压和感应电流的峰值关系曲线,分析了线缆长度㊁距车底高度㊁相对距离㊁终端电阻㊁导体半径㊁绝缘层厚度等因素影响下车辆线缆耦合电磁干扰的统计规律,得到了相关的定性结论㊂研究结果可以为车辆线束的电磁兼容性设计提供参考㊂1　车辆线束电磁辐射敏感度特性仿真分析车辆线束作为车辆电路网络的主体,起着交换电子设备的数据信号和传递电源信号的作用,可以说没有车辆线束也就不存在车辆电路[10]㊂如图1a所示,车辆线束是由电线㊁联插件和包裹胶带构成㊂对整车而言,线束是以仪表板为核心分别向前㊁后延伸㊂车辆线束的分类可依据其基本功能,分为电池线束㊁发动机线束㊁变速箱线束㊁燃油喷嘴线束㊁仪表板线束㊁车身线束㊁车门线束和车灯线束等,如图1b 所示㊂车辆线束大多由铜质软线构成,根据实现不同的功能而选择不同的规格[11]㊂目前,国内外学者针对车辆线束电磁兼容问题的研究主要集中在车辆线束的串扰㊁电磁辐射和电磁辐射敏感度[12]㊂其中车辆线束的电磁辐射敏感度问题是车辆线束电磁兼容领域较为重要的研究方向,也是车辆电磁兼容性设计的主要预测目标[13]㊂图1　整车线束图Fig.1　Vehicle harness预测车辆线束电磁辐射敏感度需要利用实验手段获取大量样本数据,由于成本㊁实验场地的限制,针对该问题的预测较为困难㊂因而通过仿真分析获取线缆感应电压和感应电流,进而基于仿真数据预测HEMP环境下车辆线束系统的抗毁伤能力是一种不错的选择[14]㊂笔者以某民用吉普车为模型,对模型进行材料㊁零件和结构简化,以峰值为50kV/m的HEMP为激励源,建立仿真模型(见图2),开展辐照条件下车辆线束电磁辐射敏感度特性仿真分析㊂根据线缆的参数,设置线缆材料㊁直径和绝缘体半径的参数,文中所有线缆均采用铜单芯线,图3为铜单芯线横截面示意图,内层为铜芯,外层包裹绝缘层㊂选择线缆终端电阻为50Ω并接地㊂线束仿真如图4所示,将探针放置在线缆模型车辆的两端㊂由于笔者主要研究线缆辐照敏感度仿真,因此选择 transient co⁃simulation”进行场路协同仿真[15]㊂图5为感应电压随时间变化图,可看到随着时间增加,感应电压呈衰弱趋势㊂图6为感应电流随时间变化图㊂通过多组峰值数据可得到同一参数变化时的感应电压和感应电流变化趋势㊂ 图2　车辆线束电磁仿真模型 图3　线缆横截面示意图 Fig.2　Electromagnetic simulation model Fig.3　Cross section of cable of vehicle harness 图4　线束仿真图Fig.4　Harness simulation 图5　感应电压结果Fig.5　Results of induced voltage 图6　感应电流结果Fig.6　Results of induced current 2　车辆线束电磁辐射敏感度影响因素统计分析2.1　线缆长度的影响图7为感应电压与感应电流峰值随线缆长度变化的趋势图㊂随着线缆长度增长,线缆上的感应电压577第5期霍佳雨,等:基于CST 的电磁脉冲效应分析仿真实验研究和感应电流峰值都增大,且变化速率基本不变㊂说明线缆长度越长,HEMP 对车辆线束的威胁越大,实际布线时尽量选择最短路径以减少线缆长度㊂图7　感应电压与感应电流峰值随线缆长度变化趋势Fig.7　Variation trend of induced voltage and induced current peak value with cable length 2.2　线缆距车底高度的影响图8为感应电压与感应电流峰值随线缆距车底高度不同而变化的趋势图㊂图8　感应电压与感应电流峰值随距车底高度变化趋势Fig.8　Variation trend of induced voltage and induced current peak value with the height from the car bottom 随着线缆距离车底高度的增大,线缆上的感应电压和感应电流峰值都增大㊂说明距离车底越高,HEMP 对车辆线束的威胁越大,实际布线时尽量降低线缆距离地面的高度㊂2.3　相对距离的影响图9为感应电压与感应电流峰值随不同线缆相对距离改变而变化的趋势图㊂图9　感应电压与感应电流峰值随线缆相对距离变化趋势Fig.9　Variation trend of peak induced voltage and current with relative cable distance 随着线缆相对距离的增大,线缆上的感应电压和感应电流峰值都减小㊂说明线缆相对距离越小,HEMP 对车辆线束的威胁越大,实际布线时应尽量加大导线相对距离㊂2.4　终端电阻的影响图10为感应电压与感应电流峰值随终端电阻不同而变化的趋势图㊂随着终端电阻的增大,线缆上677吉林大学学报(信息科学版)第41卷的感应电压峰值不断增大,而感应电流峰值不断减小,二者的变化速率都逐渐减慢㊂说明在考虑不同终端电阻下HEMP 对车辆线束的威胁时,应综合考虑电压和电流两方面的防护,选取恰当阻值㊂图10　感应电压与感应电流峰值随终端电阻变化趋势Fig.10　Variation trend of induced voltage and induced current peak value with terminal resistance 2.5　导体半径的影响图11为感应电压与感应电流峰值随线缆导体半径不同而变化的趋势图㊂图11　感应电压与感应电流峰值随导体半径变化趋势Fig.11　Variation trend of peak value of induced voltage and induced current with conductor radius 随着线缆导体半径的增大,线缆上的感应电压和感应电流峰值都减小,且变化速率逐渐减慢㊂说明线缆导体半径越小,HEMP 对车辆线束的威胁越大,在实际布线时应尽量选择粗导体线缆㊂2.6　绝缘层厚度的影响图12为感应电压与感应电流峰值随线缆绝缘层厚度不同而变化的趋势图㊂图12　感应电压与感应电流峰值随绝缘层厚度变化趋势Fig.12　Variation trend of induced voltage and induced current peak value with insulation layer thickness 随着绝缘层厚度不断增大,线缆的感应电压和感应电流峰值基本不变,只是轻微上下波动㊂说明线缆绝缘层厚度与HEMP 对车辆线束的威胁无关,仅增加线缆绝缘层厚度并不能起到防护作用,因此布线时考虑线缆绝缘性即可㊂777第5期霍佳雨,等:基于CST 的电磁脉冲效应分析仿真实验研究877吉林大学学报(信息科学版)第41卷3　结　语笔者基于某民用吉普车辆模型,深入研究了车辆线束电磁辐射敏感度问题㊂分析了在典型强HEMP 作用下线束中的线缆长度㊁距车底高度㊁相对距离㊁终端电阻㊁导体半径和绝缘层厚度等参数对线缆中耦合电磁信号的影响,得到了具体的感应电压峰值和感应电流峰值㊂通过仿真实验研究可知,在满足实际工程需求下,尽量选择导体半径较大的线缆,并使线缆相对距离尽量加大,同时降低线缆的对地高度,并在布线时尽量选择最短路径以减小线缆长度㊂绝缘层厚度不会对感应电压峰值和感应电流峰值产生影响,仅仅增加线缆绝缘层厚度并不能起到防护作用,实际中为达到防护的目的,可使用防护罩进行屏蔽或采用编织丝网和金属箔组合封装线缆㊂笔者获得的仿真实验结果预测车辆线束的电磁辐射敏感度问题,为车辆的电磁兼容设计提供早期参考,从而降低研发成本,大大缩短研发周期㊂参考文献:[1]张青山,赵万章,张雪峰.电磁兼容与系统可靠性设计[J].吉林大学学报(信息科学版),2009,27(3):229⁃234. 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强电磁脉冲模拟技术
侯民胜;秦海潮
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】2008(34)2
【摘要】为了对核电磁和雷电电磁脉冲等进行模拟研究,研发了由Marx发生器和GHz横电磁波室组成的电磁脉冲模拟装置。

介绍了该装置的组成及工作原理、产生的高空核电磁和雷电电磁脉冲后分析了电路参数对核电磁脉冲波形的影响并用光纤场测量仪GC-202-1测出了用该装置产生的电磁脉冲波形。

初步实验研究表明,用这种装置能够实现对强电磁脉冲的实验室模拟。

【总页数】4页(P409-412)
【关键词】高空核电磁脉冲;雷电电磁脉冲;GTEM室;Marx发生器;模拟
【作者】侯民胜;秦海潮
【作者单位】北京航空工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】O441.1
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