電磁脈沖防護(hù)理論與技術(shù)
HEMP/LEMP的產(chǎn)生與危害:
核爆以一種獨(dú)特的方式與地球磁場和大氣相互作用,從而產(chǎn)生電磁脈沖(EMP);在目標(biāo)區(qū)域產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁脈沖沖擊波,電場強(qiáng)度從1000V/m ~10^5V/m不等,具有高電壓、高場強(qiáng)、頻譜寬、范圍廣的特點(diǎn),通過強(qiáng)大的輻射耦合效應(yīng),或者通過各類線纜進(jìn)入電子、電氣設(shè)備,對(duì)設(shè)備內(nèi)部的半導(dǎo)體組件構(gòu)成強(qiáng)大的損毀效應(yīng)。
西北核技術(shù)研究所崔志同等利用PCI試驗(yàn)方法研究了電磁脈沖對(duì)集成半導(dǎo)體器件的損傷閾值,獲得了閾值的概率分布函數(shù),最小損傷閥值為15A,同時(shí),幾個(gè)安培的脈沖電流即可引發(fā)敏感性問題。按照?qǐng)鲭S時(shí)間變化的關(guān)系,電磁脈沖由三個(gè)部分構(gòu)成,分別定義為:E1、E2、E3。電磁脈沖濾波器的用途:在E1、E2階段,對(duì)分配電接口的后續(xù)用電設(shè)備提供電磁脈沖防護(hù)。
電磁脈沖的頻譜特征:
LEMP雷電電磁脈沖屬于雷電二次效應(yīng),在GJB8848(MIL-STD-464)標(biāo)準(zhǔn)中均有明確考核要求,其主要特點(diǎn)是:上升沿較寬,頻譜主要分布在0~10MHz以內(nèi),頻譜分布較HEMP簡單,更容易防護(hù)。
HEMP在地表附近傳播時(shí),大致為一個(gè)平面波。時(shí)域波形為一個(gè)雙指數(shù)波形,它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為一個(gè)基于常數(shù)e的指數(shù)函數(shù)。根據(jù)行業(yè)的工程數(shù)據(jù),在目標(biāo)區(qū)域的功率頻譜分布大致如下圖所示 。
電磁脈沖的耦合機(jī)理:
EUT/SUT所接收的電磁脈沖干擾,主要取決于場源和空間耦合。 如果我們把核爆簡單的看作是一副發(fā)射天線,則目標(biāo)區(qū)域的場強(qiáng)與天線的發(fā)射功率,方向圖,極化特性,效率,增益,距離等密切關(guān)聯(lián)。同時(shí),也與EUT/SUT和所在空間場的耦合系數(shù)密不可分。耦合系數(shù)主要受以下條件制約:EUT/SUT的幾何形狀,線纜的分布,搭接狀況,電磁場暴露程度等。??????
系統(tǒng)/設(shè)備級(jí)線纜電磁脈沖解決方案: