一种新型可移动TEM喇叭辐射波模拟器的模拟优化

1

作者 朱湘琴 吴伟 蔡利兵 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期21-28,共8页

为改善基于TEM喇叭的辐射波模拟器的低频辐射特性从而展宽其辐射近场半高宽,首次提出了在指数型TEM喇叭上/下两个极板的端口加上2个金属直板、并通过倾斜金属板和并联电阻相连的新型可移动模拟器的设计方案。基于FDTD方法模拟分析了该... 为改善基于TEM喇叭的辐射波模拟器的低频辐射特性从而展宽其辐射近场半高宽,首次提出了在指数型TEM喇叭上/下两个极板的端口加上2个金属直板、并通过倾斜金属板和并联电阻相连的新型可移动模拟器的设计方案。基于FDTD方法模拟分析了该新型模拟器的特性参数对其近场辐射性能的影响,并给出了优化后的模拟器及其阵列的辐射特性。计算结果表明:尺寸为6 m×6 m×6.24 m的优化后的新型模拟器在距离口面3 m的中心位置的辐射近场脉宽能达到18.95 ns,而达到相同低频辐射性能的常规模拟器尺寸为9 m×12 m×6.8 m。且与常规模拟器相比,优化后的模拟器的场峰值更大。与前人的研究相比,优化后的模拟器场在保持高峰值的同时,时域波形后延震荡的幅度与主峰的比值明显减小。优化后的模拟器2×2阵列模型的测试平面中心点场峰值最大,且在测试平面上满足6 dB均匀性要求的有效测试区最大;有效测试区在横向上范围最大的是2×2阵列模型,其次是2×1阵列模型;在纵向上范围最大的是2×2阵列模型及1×2阵列模型。 展开更多

关键词 优化 TEM喇叭 电磁脉冲 电阻 辐射波模拟器 FDTD

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于TEM喇叭的辐射波模拟器天线的近场特性 被引量：15

2

作者 田春明 王建国 +1 位作者 陈雨生 葛德彪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期641-644,共4页

　给出一种新型核电磁脉冲辐射波模拟器天线,并用时域有限差分方法分析和优化天线的结构。天线的激励源是由同轴线馈入的强电压脉冲。优化了平行板传输线和TEM喇叭的尺寸,并对天线的近场进行分析,给出了天线尺寸对近场特性的影响。数值... 　给出一种新型核电磁脉冲辐射波模拟器天线,并用时域有限差分方法分析和优化天线的结构。天线的激励源是由同轴线馈入的强电压脉冲。优化了平行板传输线和TEM喇叭的尺寸,并对天线的近场进行分析,给出了天线尺寸对近场特性的影响。数值模拟结果表明,在距离天线口径100m处的电场强度可达20kV/m。 展开更多

关键词 电磁脉冲 辐射波模拟器 天线 时域有限差分

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁脉冲辐射波模拟器笼形天线的理论和数值研究 被引量：11

3

作者 孟粉霞 夏洪富 王建国 《微波学报》 CSCD 北大核心 2007年第B08期6-10,共5页

采用天线理论和数值模拟方法研究了同轴线馈电的双锥笼形天线辐射特性。通过双锥天线和馈电同轴线的阻抗匹配确定双锥半张角为32°;结合清晰时间的概念,确定双锥笼形天线半径为2.5m。给出了双锥半径2.5m、笼形天线长度50m、末端经... 采用天线理论和数值模拟方法研究了同轴线馈电的双锥笼形天线辐射特性。通过双锥天线和馈电同轴线的阻抗匹配确定双锥半张角为32°;结合清晰时间的概念,确定双锥笼形天线半径为2.5m。给出了双锥半径2.5m、笼形天线长度50m、末端经过削锥处理、架高15m时的双锥笼形天线在地面上方2m水平面内的辐射场分布,在该平面上40m×60m的区域内,电场最大值为6kV/m,最小值为1.6kV/m;在80m×10m的区域内,电场最大值为82kV/m,最小值为12kV/m。 展开更多

关键词 辐射波模拟器 双锥笼形天线 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于IRA天线的辐射波模拟器天线辐射性能研究

4

作者 王赟 陈永光 +1 位作者 王庆国 范丽思 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期73-76,共4页

将通常用于超宽带领域的IRA天线应用到辐射波电磁脉冲模拟器中,提出一种基于反射器脉冲辐射天线的核电磁脉冲辐射波模拟器,分析其天线结构,给出四种馈臂形式,通过仿真比较了四种馈臂形式天线的辐射效率、远场和近场波形以及频率增益特... 将通常用于超宽带领域的IRA天线应用到辐射波电磁脉冲模拟器中,提出一种基于反射器脉冲辐射天线的核电磁脉冲辐射波模拟器,分析其天线结构,给出四种馈臂形式,通过仿真比较了四种馈臂形式天线的辐射效率、远场和近场波形以及频率增益特性。结果表明:该天线的低频辐射效率有待进一步提高;具有锥形渐缩形式馈臂的天线能产生较好的远场和近场波形。IRA天线相较笼形天线具有体积小、方向性好等优点,如果能进一步提高其低频辐射性能,IRA天线将成为理想的辐射波模拟器天线。 展开更多

关键词 核电磁脉冲 辐射波模拟器 脉冲辐射天线 双指数脉冲

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于TEM喇叭的辐射波模拟器天线辐射性能研究 被引量：5

5

作者 王赟 陈永光 +2 位作者 王庆国 范丽思 刘宗战 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1070-1073,共4页

研究了基于TEM喇叭天线的辐射波模拟器天线性能,分析了天线性能参数如结构角、天线长度、宽高比等对天线辐射性能的影响。为了提高天线低频辐射能力,提出了2种增加天线有效长度的方法,结果表明两种方法均在一定程度上对辐射场波形有所... 研究了基于TEM喇叭天线的辐射波模拟器天线性能,分析了天线性能参数如结构角、天线长度、宽高比等对天线辐射性能的影响。为了提高天线低频辐射能力,提出了2种增加天线有效长度的方法,结果表明两种方法均在一定程度上对辐射场波形有所改善。在天线长度的选择符合工程实际的条件下,通过选择合适的宽高比和增加天线有效长度的方法取得了较好的场波形。 展开更多

关键词 电磁脉冲 辐射波模拟器 TEM喇叭天线 双指数脉冲

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁脉冲辐射波模拟器双锥-平面线栅天线场分布规律 被引量：1

6

作者 肖晶 吴刚 +3 位作者 王海洋 谢霖燊 程乐 郭景海 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2684-2692,共9页

双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线对辐射场半宽影响较小且架设方便、易于维护,掌握该型天线场分布规律是确定模拟器场均匀区、开展电磁脉冲效应实验的前提。利用天线理论研究双锥-平面线栅天线的场分布规律,结合数值模拟和实际天... 双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线对辐射场半宽影响较小且架设方便、易于维护,掌握该型天线场分布规律是确定模拟器场均匀区、开展电磁脉冲效应实验的前提。利用天线理论研究双锥-平面线栅天线的场分布规律,结合数值模拟和实际天线试验对理论分析结果进行验证。结果表明:在天线结构和激励电压确定的条件下,双锥中心正下方辐射电场极化分量仅与测点到源的距离相关,二者呈反比;Oxz平面内以双锥中心为圆心的圆弧上任意一点辐射电场极化分量的幅值相等,并在同一时刻达到峰值;Oxz平面内同一水平线上的测点总辐射场幅值相等,方向沿测点所在圆弧的切线方向;各辐射场分量关于Oxz平面和Oyz平面对称分布;对于实际模拟器,地面反射会使辐射场波形下降沿陡降,导致地面附近辐射场半宽变小;线栅极板会影响附近的场分布,且极板外侧4个角点处的反射相对较强,其他位置辐射场分布与理论分析一致。 展开更多

关键词 辐射波模拟器 电磁脉冲 双锥-平面线栅天线 电磁场 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

辐射波HEMP模拟器关键参数数值分析 被引量：10

7

作者 毛从光 周辉 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1348-1352,共5页

根据国际电工委员会(IEC)制定的最新高空核电磁脉冲(HEMP)标准,对辐射波模拟器关键结构的指标参数进行分解。分析了不同模拟器激励源和双锥结构对辐射电场波形关键参数的影响,基于分析曲线提出脉冲源的指标,最后给出辐射波HEMP模拟器自... 根据国际电工委员会(IEC)制定的最新高空核电磁脉冲(HEMP)标准,对辐射波模拟器关键结构的指标参数进行分解。分析了不同模拟器激励源和双锥结构对辐射电场波形关键参数的影响,基于分析曲线提出脉冲源的指标,最后给出辐射波HEMP模拟器自由空间辐射电场的计算波形。论文结果对此类模拟器的设计具有重要参考价值。 展开更多

关键词 HEMP 辐射波模拟器 双锥天线 FDTD 双指数脉冲

在线阅读 下载PDF 职称材料

辐射式核电磁脉冲模拟器TEM喇叭天线 被引量：14

8

作者 王赟 陈永光 +1 位作者 王庆国 范丽思 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期242-247,共6页

针对辐射式核电磁脉冲模拟器采用TEM喇叭天线作为辐射天线时低频辐射能力有限的问题,对板型和线型两种基本形式的TEM喇叭天线进行了分析。在采用线型TEM喇叭天线以减轻模拟器重量的基础上,在天线末端采用螺旋线结构,并增加屏蔽板回路,... 针对辐射式核电磁脉冲模拟器采用TEM喇叭天线作为辐射天线时低频辐射能力有限的问题,对板型和线型两种基本形式的TEM喇叭天线进行了分析。在采用线型TEM喇叭天线以减轻模拟器重量的基础上,在天线末端采用螺旋线结构,并增加屏蔽板回路,构造了一种新型TEM喇叭天线。结果表明:与普通线型TEM喇叭天线相比,该新型天线较大地提高了低频辐射性能,可使近场波形脉宽提高7ns左右,峰值场强提高了1kV/m左右;通过增大螺旋线半径和提高螺旋线密度可以提高峰值场强,增加近场波形脉宽;通过屏蔽板回路可以降低反射波纹的波峰从而改善近场波形。 展开更多

关键词 核电磁脉冲 辐射波核电磁脉冲模拟器 TEM喇叭天线 螺旋线 双指数脉冲

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁脉冲模拟器下架空线缆响应的实验研究 被引量：15

9

作者 谢彦召 王赞基 +4 位作者 王群书 相辉 聂鑫 周辉 刘顺坤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第24期200-204,共5页

实验研究架空线缆的电磁脉冲(EMP)响应。利用有界波EMP模拟器和辐射波EMP模拟器产生的电磁环境,分别开展了架空线缆的响应实验,有界波模拟器下进行了4.6m长、0.5m高的单、多根短线缆响应实验,辐射波模拟器下进行了40m长、3.3m高的长线... 实验研究架空线缆的电磁脉冲(EMP)响应。利用有界波EMP模拟器和辐射波EMP模拟器产生的电磁环境,分别开展了架空线缆的响应实验,有界波模拟器下进行了4.6m长、0.5m高的单、多根短线缆响应实验,辐射波模拟器下进行了40m长、3.3m高的长线缆响应实验。实验测试了线缆在端接不同负载时端点处的电流响应,并与基于Agrawal模型的计算结果进行了对比。结果显示,两种实验环境下的测量和计算结果吻合较好。这表明,有界波EMP模拟器和辐射波EMP模拟器均可以开展线缆的EMP响应实验研究,并且实验结果也验证了运用Agrawal模型预测分析线缆EMP响应的有效性。 展开更多

关键词 有界波电磁脉冲模拟器 辐射波电磁脉冲模拟器 线缆响应 艾格若模型 电流测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

模拟器电磁场与实际电磁场耦合响应等效计算

10

作者 李虹轶 郭春营 +1 位作者 许伟 林源根 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期139-144,共6页

辐射波模拟器产生的脉冲电磁环境能够近似模拟高空核爆电磁脉冲(HEMP)的自由场,然而在实际HEMP威胁环境中,施加在地面设备上的电磁场是电磁脉冲入射波与地面反射波的合成场。通过计算不同入射情况下,HEMP自由辐射场经损耗地面反射叠加... 辐射波模拟器产生的脉冲电磁环境能够近似模拟高空核爆电磁脉冲(HEMP)的自由场,然而在实际HEMP威胁环境中,施加在地面设备上的电磁场是电磁脉冲入射波与地面反射波的合成场。通过计算不同入射情况下,HEMP自由辐射场经损耗地面反射叠加形成的总电场,对比其与初始入射场的强度及波形变化,分析了地面附近合成电磁场的特点。提出一种将模拟环境效应与实际环境效应进行等效转换的计算方法,应用该方法计算了入射波电场45°极化情况下的模拟环境效应修正因子。分析计算结果,建议在开展HEMP效应的辐射波模拟试验中,应将受试设备放在至少三个相互正交的方向上进行测试,同时适当减小模拟器产生电磁脉冲的宽度。 展开更多

关键词 辐射波模拟器 模拟环境 场分布 电磁耦合响应 修正因子

在线阅读 下载PDF 职称材料

近地九芯电缆高空电磁脉冲耦合模拟试验 被引量：15

11

作者 周启明 罗学金 +5 位作者 许献国 邓建红 曹占峰 王自元 李小伟 杨蓉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期63-67,共5页

　几个单位联合进行了三轮近地电缆高空电磁脉冲耦合模拟试验。试验得到九芯电缆屏蔽层感应电流(皮电流)、芯线感应电压(芯电压)、芯线感应电流(芯电流)以及环境场之间的关系;分析了皮电流波形随外皮接地状态的变化,芯电压随负载电阻的... 　几个单位联合进行了三轮近地电缆高空电磁脉冲耦合模拟试验。试验得到九芯电缆屏蔽层感应电流(皮电流)、芯线感应电压(芯电压)、芯线感应电流(芯电流)以及环境场之间的关系;分析了皮电流波形随外皮接地状态的变化,芯电压随负载电阻的变化;基于皮电流振荡频率与电磁波传播速度的关系,提出了屏蔽层-大地"传输线"等效相对介电常数概念,给出了等效相对介电常数随电缆高度变化的拟合式;皮电流计算与测量结果在波形、振荡周期、衰减规律等方面有较好的一致性。 展开更多

关键词 辐射波模拟器 高空电磁脉冲 近地电缆 耦合 等效相对介电常数

在线阅读 下载PDF 职称材料

冲击脉冲辐射天线辐射场计算及应用 被引量：1

12

作者 王赟 陈永光 +1 位作者 王庆国 范丽思 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1861-1866,共6页

根据由张量法得到的任意线天线电场计算公式,利用镜像法推导,得到冲击脉冲辐射天线辐射电场的时域解析表达式。应用该表达式计算冲击脉冲辐射天线应用于辐射波电磁脉冲模拟器的时域辐射场,并与数值计算进行比较,结果表明:解析计算得到... 根据由张量法得到的任意线天线电场计算公式,利用镜像法推导,得到冲击脉冲辐射天线辐射电场的时域解析表达式。应用该表达式计算冲击脉冲辐射天线应用于辐射波电磁脉冲模拟器的时域辐射场,并与数值计算进行比较,结果表明:解析计算得到的辐射场波形与数值计算结果吻合较好,因此,利用解析表达式可以方便地观察天线结构参数对天线辐射场波形的影响,从而选取合适的参数以产生符合标准要求的天线场波形。 展开更多

关键词 电磁脉冲 辐射波模拟器 冲击脉冲辐射天线 双指数脉冲 张量法 镜像法

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁脉冲辐射场试验技术 被引量：9

13

作者 刘顺坤 聂鑫 陈向跃 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期939-942,共4页

针对电磁脉冲辐射场试验的特点和参试电子设备对辐射场试验的需求,介绍了利用辐射波电磁脉冲模拟器进行效应试验过程中,总触发信号、环境场监测信号等的选取原则及获取方法。结合电磁脉冲孔缝耦合效应和穿透耦合效应,分析了试验状态设... 针对电磁脉冲辐射场试验的特点和参试电子设备对辐射场试验的需求,介绍了利用辐射波电磁脉冲模拟器进行效应试验过程中,总触发信号、环境场监测信号等的选取原则及获取方法。结合电磁脉冲孔缝耦合效应和穿透耦合效应,分析了试验状态设置在辐射场试验中的重要性。测量结果表明:所给出的总触发信号具有信号稳定、幅值大、到达时刻可以精确计算的特点,适合作为触发信号,用于记录设备的触发;所给出的环境场监测信号具有波形特性好、幅值适中、易于读数等特点,适合作为基准波形,用于对环境场变化的监测和归一化处理。 展开更多

关键词 电磁脉冲 辐射波电磁脉冲模拟器 试验技术 触发信号

在线阅读 下载PDF 职称材料

球面波传播的电磁脉冲下的架空线缆响应 被引量：5

14

作者 王旭桐 刘政 +3 位作者 秦锋 苗建国 程引会 聂鑫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2770-2775,共6页

为了研究试验中线缆对球面波产生的耦合量与平面波辐照下产生的耦合量的等效性问题,在电小尺寸假设下,推导得到了球面波与平面波等效的条件。在不满足等效条件的试验设置下,通过威胁级水平极化辐射波电磁脉冲模拟器进行了线缆辐照试验,... 为了研究试验中线缆对球面波产生的耦合量与平面波辐照下产生的耦合量的等效性问题,在电小尺寸假设下,推导得到了球面波与平面波等效的条件。在不满足等效条件的试验设置下,通过威胁级水平极化辐射波电磁脉冲模拟器进行了线缆辐照试验,分别计算了球面波与平面波辐照下的感应电流并于实测波形对比,结果显示球面波计算结果更接近实测波形。数值计算中通过改变线缆长度,获取了长度对两种波传播方式等效性的影响。结果显示,线缆长度当满足等效条件时,计算结果差异不大;当不满足等效条件时,由于球面波会改变线缆的ECL(有效耦合长度),随线缆长度增加,球面波下感应电流显著大于平面波下的感应电流,直至达到饱和,趋于稳定。研究结果可对水平极化模拟器下电磁脉冲效应试验的试验设置提供参考。 展开更多

关键词 球面波 平面波 辐射波电磁脉冲模拟器 有效耦合长度 传输线

在线阅读 下载PDF 职称材料

用镜像法计算冲击脉冲辐射天线辐射电场 被引量：1

15

作者 王赟 陈永光 +1 位作者 王庆国 范丽思 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2308-2313,共6页

为方便地计算抛物面冲击脉冲辐射天线的辐射电场,根据由张量法得到的任意的线天线电场计算公式,利用镜像法推导得到了冲击脉冲辐射天线辐射电场的时域解析表达式;搭建了超宽带电磁脉冲实验系统,由横电磁波喇叭天线测试场设备测试抛物反... 为方便地计算抛物面冲击脉冲辐射天线的辐射电场,根据由张量法得到的任意的线天线电场计算公式,利用镜像法推导得到了冲击脉冲辐射天线辐射电场的时域解析表达式;搭建了超宽带电磁脉冲实验系统,由横电磁波喇叭天线测试场设备测试抛物反射面超宽带辐射天线产生的辐射场;应用解析表达式计算了该实验系统的时域辐射场,并与实验测试结果进行了比较。结果表明解析计算得到的辐射场波形与测试结果能够较好地符合,峰峰值相差<1V,上升时间相差≤5ps,说明了解析计算的正确性。 展开更多

关键词 电磁脉冲 辐射波电磁脉冲模拟器 冲击脉冲幅射天线 横电磁波喇叭天线 双指数脉冲 镜像法

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁脉冲对电缆的耦合效应实验研究 被引量：23

16

作者 祝敏 刘顺坤 +3 位作者 周辉 孙培云 谢彦召 田吉波 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期761-765,共5页

介绍了利用水平极化辐射波电磁脉冲模拟器开展的电缆耦合效应实验研究 ,具体介绍了实验系统、测量方法。并对常用的同轴电缆分为架高和铺于地面两种状态 ,芯线与外皮接 5 0Ω匹配电阻 ,外皮分为两端开路、一端接地和两端接地三种情况 ,... 介绍了利用水平极化辐射波电磁脉冲模拟器开展的电缆耦合效应实验研究 ,具体介绍了实验系统、测量方法。并对常用的同轴电缆分为架高和铺于地面两种状态 ,芯线与外皮接 5 0Ω匹配电阻 ,外皮分为两端开路、一端接地和两端接地三种情况 ,分别给出了实验波形及实验数据并用传输线理论进行了分析 。 展开更多

关键词 电磁脉冲 辐射波模拟器 耦合效应 电缆

在线阅读 下载PDF 职称材料