电磁脉冲模拟器的性能分析_学位论文.doc

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1、毕业论文(设计)题目电磁脉冲模拟器的性能分析学生姓名学号院系专业指导教师X年X月X日目录0引言11电磁脉冲简介11.1电磁脉冲与脉冲功率技术11.1.1脉冲形成原理11.1.2典型的高功率电磁脉冲21.1.3脉冲功率技术71.2核电磁脉冲模拟器91.2.1核电磁脉冲模拟器类型91.2.2脉冲源及相关技术101.3核电磁脉冲模拟器的研究历史与国内外现状141.3.1国内外早期典型模拟器简介141.3.2模拟器研究现状及趋势151.4本文的研究工作162电磁脉冲模拟基本原理162.1核电磁脉冲模拟器基本类型172.1.1有界波模拟器172.1.

2、2偶极子模拟器182.1.3静态模拟器182.1.4混合型模拟器192.1.5定向辐射模拟器202.1.6源区电磁脉冲环境的模拟202.2双指数脉冲形成基本原理212.2.1电容放电式脉冲源脉冲形成基本原理212.2.2马克斯发生器及其输出波形陡化技术242.3气体放电基本理论263电磁脉冲模拟器的性能分析293.1脉冲波形主要影响因素分析293.1.1气体火花间隙开关对波形的影响29383.1.2线路分布参数对脉冲波形的影响303.2模拟器性能分析323.2.1脉冲电源负载与脉冲波形的关系323.2.2传输线（含小室）阻抗失配的影响333

3、.2.3分压器的影响344总结36参考文献36致谢38ABSTRACT3938电磁脉冲模拟器的性能分析摘要；电磁脉冲具有陡峭的前沿及较窄的宽度，覆盖了较宽的频带，能利用各种耦合途径迫使电子元器件、设备和线路遭受严重的破坏和干扰，故而，电磁脉冲及其工程防护的理论以及技术至今仍是世界各国研究的热点项目之一。论文阐述双指数脉冲形成的基本原理并分析回路分布参数对脉冲波形的影响以及电磁脉冲模拟器性能的分析。关键词:电磁脉冲模拟器；双指数脉冲；气体放电；影响因素0引言脉冲技术是近年发展起来并得到广泛应用的技术,它已用于电力系统高压绝缘试验、激光技术、微

4、波技术和电磁兼容性试验等。本文简述了电磁脉冲环境及脉冲功率技术的发展历程，阐述了电磁脉冲模拟技术的国内外研究历史与现状，并深入介绍了电磁脉冲模拟器的基本理论，在此基础上阐述了双指数脉冲的基本形成原理以及对模拟器进行了性能分析。1电磁脉冲简介1.1电磁脉冲与脉冲功率技术电磁脉冲（electromagneticpulse,EMP）是一种瞬变电磁现象。从时域波形看，一般具有陡峭的前沿，宽度较窄；从频域看，则覆盖了较宽的频带。电磁脉冲能损坏晶体二极管、晶体管、集成电路、电阻及电容、继电器和滤波器等多种类型电子元器件；可以与电缆、导线和天线等耦合，把

5、电磁脉冲的能量传递给电子设备，引起电子设备的失效或损坏、电路开关跳闸和触发器翻转；能使根据磁通工作的存贮器（磁心、磁鼓和磁带等）消磁或失真，破坏元器件或抹去存贮的信息和引起关闭传递假信号（如20世纪60年代初美国的一次核实验，曾使距爆心1400km的火奴鲁鲁地区的几百个防盗器发出虚警）。电磁脉冲还可以使飞机和导弹等的金属外壳上产生很大的感生电流，这种电流沿着接收机和导弹的金属表面流动，并通过壳体上的隙缝或舱口耦合到壳内，使电子元器件、线路和设备受到不同程度的干扰和破坏。因而有关电磁脉冲及其工程防护的理论和技术，便成为当今世界各大国研究的热点

6、之一。1.1.1脉冲形成原理高压脉冲的形成原理可由图1-1所示的脉冲功率传输链表示。利用电容储存高压直流电源提供的能量,同轴电缆用于传输信号。当水银继电器开关动作时,经过信号变换过程产生所需陡脉冲,为了减小过冲和高压直流电源电容储能脉冲变换开关阻抗匹配负载图1-1脉冲功率传输链反射,在负载前端设计阻抗匹配环节。381.1.2典型的高功率电磁脉冲电磁脉冲包括：核爆炸电磁脉冲（nucleuselectromagneticpulse,NEMP），非核电磁脉冲武器产生的脉冲，雷电电磁脉冲（lightningelectromagnetiscpulse

7、,LEMP），静电放电（electrostaticdischarge,ESD）脉冲以及大功率电子、电气开关的动作产生的电磁脉冲等。1）核电磁脉冲的特点[1]及高空核爆炸电磁脉冲典型波形核武器是迄今威力最大的武器。核武器在爆炸瞬间不仅释放巨大的能量，而且这些能量可以转化为不同的杀伤破坏效应。核爆炸的杀伤破坏效应分为两类。第一类在爆炸后几秒到几十秒时间内起作用，称之为瞬时破坏效应，包括冲击波、热辐射（或称光辐射）、早期核辐射和电磁脉冲。第二类作用时间可持续几天甚至更久，是核爆炸产物剩余核辐射形成的放射性污染，包括γ辐射和β粒子。从能量看，核爆炸

8、产生的瞬发γ射线的能量约占爆炸能量的0.3％，其中以电磁脉冲形式释放的能量，在高空爆炸（爆高高于30km）时约占这一部分能量的1％，在地面爆炸时占1/107。按此比例计算，百万吨