1、 毕业论文毕业论文(设计设计) 题题 目目 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 年年 X月月 X 日日 I 目 录 0 引言 1 1 电磁脉冲简介 . 1 1.1 电磁脉冲与脉冲功率技术 . 1 1.1.1 脉冲形成原理 . 1 1.1.2 典型的高功率电磁脉冲 . 2 1.1.3 脉冲功率技术 7 1.2 核电磁脉冲模拟器 9 1.2.1 核电磁脉冲模拟器类型 . 9 1.2.2 脉冲源及相关技术 10 1.3 核电磁脉冲模拟器的研究历史与国内外现状. 14 1.3.1 国内外早期典型模拟器简介 14 1.3.2 模拟器研究现状及趋势 15 1.4 本文
2、的研究工作 . 16 2 电磁脉冲模拟基本原理 16 2.1 核电磁脉冲模拟器基本类型 17 2.1.1 有界波模拟器 . 17 2.1.2 偶极子模拟器 . 17 2.1.3 静态模拟器 . 18 2.1.4 混合型模拟器 . 19 2.1.5 定向辐射模拟器 . 20 2.1.6 源区电磁脉冲环境的模拟 20 2.2 双指数脉冲形成基本原理 . 21 2.2.1 电容放电式脉冲源脉冲形成基本原理 . 21 2.2.2 马克斯发生器及其输出波形陡化技术 . 24 2.3 气体放电基本理论 . 26 3 电磁脉冲模拟器的性能分析 . 29 3.1 脉冲波形主要影响因素分析 29 3.1.1 气
3、体火花间隙开关对波形的影响 29 II 3.1.2 线路分布参数对脉冲波形的影响 30 3.2 模拟器性能分析 . 32 3.2.1 脉冲电源负载与脉冲波形的关系 32 3.2.2 传输线（含小室）阻抗失配的影响. 33 3.2.3 分压器的影响 . 34 4 总结 . 36 参考文献 . 36 致 谢 . 38 ABSTRACT . 39 1 电磁脉冲模拟器的性能分析 摘要摘要；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
4、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。 关键词关键词: 电磁脉冲模拟器；双指数脉冲；气体放电；影响因素 0 0 引言引言 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 1 电磁脉冲简介电磁脉冲简介 1.11.1 电电磁脉冲与脉冲功率技术磁脉冲与脉冲功率技术 电磁脉冲（elect
5、romagnetic pulse, 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
6、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之一。 1.1.11.1.1 脉冲形成原理脉冲形成原理 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 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。 高压直 流电源 电容 储能 脉冲 变换 开关 阻抗 匹配 负载 2 1.1.21.1.2 典型的高功率电磁脉冲典型的高功率电磁脉冲 电磁脉冲包括：核爆炸电磁脉冲（nucleus electromagnetic pulse, NEMP），非核电磁脉冲武器产生的脉 冲，雷电电磁脉冲（lightning electromagnetisc pulse, LEMP），静电放电（electrost
