【摘 要】
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随着强电磁环境普遍出现于电子装备的现场,装备在运行中出现故障或者功能紊乱的案例逐渐增多,电磁脉冲（EM）效应逐渐成为了工业与军事两方面的关注对象。为了模拟强电磁脉冲环境,构建了一个多参数可调的小型高压电磁脉冲试验系统。对该实验系统进行数据表征和相关应用介绍。本文主要研究工作有以下几点:1)提出了高压电磁脉冲测试系统设计原理。这里首先介绍了高压脉冲源双指数波形成原理,通过运用Matlab仿真进行脉冲
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随着强电磁环境普遍出现于电子装备的现场,装备在运行中出现故障或者功能紊乱的案例逐渐增多,电磁脉冲（EM）效应逐渐成为了工业与军事两方面的关注对象。为了模拟强电磁脉冲环境,构建了一个多参数可调的小型高压电磁脉冲试验系统。对该实验系统进行数据表征和相关应用介绍。本文主要研究工作有以下几点:1)提出了高压电磁脉冲测试系统设计原理。这里首先介绍了高压脉冲源双指数波形成原理,通过运用Matlab仿真进行脉冲影响因素分析;接着提出电阻分压器的设计原理,以及有关分压器波形数据矫正算法;最后对负载电阻进行简单的介绍,提出结构设计方案。2)提出了高压脉冲源设计方案。介绍了高压DC-DC电源设计原理及设计方案;设计了一种机械步进式移动触发气体火花开关,使用基于有限元仿真软件ANSYS对不同形状和不同间距的气体自击穿开关进行电场仿真,计算气体自击穿开关器件主要参数;对脉冲源进行了静态放电试验,在试验的基础上分析了气压、电极间距、储能电容对脉冲波形的影响。脉冲源能输出电压10～30 k V,上升沿8～20 ns,半峰值脉宽35 ns～2 us的双指数波形。3)对横电磁波（TEM）小室进行结构设计研究。有关TEM小室设计的理论背景进行介绍,对影响TEM小室性能的有关因素进行初步的认识;利用ANSYS HFSS软件对小室建模仿真,结合上述脉冲源来对TEM小室的整体结构进行设计,分析了TEM小室的特性阻抗、传输特性和静态场分布;对基于TEM小室的电场探头进行设计,提出一种探头校准算法,同时基于该种算法对TEM小室进行性能测试。4)利用高压电磁脉冲模拟器测试系统对FPGA通信系统进行电磁干扰测试,找出高压脉冲对通信传输的影响规律。同时也指出了有关高压电磁脉冲模拟器的的不足之处。最后利用脉冲注入电流源测试系统对VHF模块进行HEMP效应测试,与高压电磁脉冲模拟器进行简单的对比,分析了注入模式下不同功率强度脉冲对集成电路芯片造成的损坏程度。
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