強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境是現(xiàn)代艦船所面臨的一大嚴(yán)峻威脅,核電磁脈沖環(huán)境是一種典型的強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境。核電磁脈沖可通過“前門耦合”或者“后門耦合”將能量耦合到屏蔽腔體內(nèi)部,“后門耦合”又可分為孔縫耦合以及傳輸線耦合。為了更好地預(yù)測(cè)艦船在核電磁脈沖環(huán)境下的電磁耦合特性,本文基于時(shí)域有限積分法以及傳輸線分析法,量化研究了艦船桅桿及雙絞線在核電磁脈沖環(huán)境下的電磁耦合特性。進(jìn)一步,針對(duì)現(xiàn)實(shí)中雙絞線存在的不均勻扭曲現(xiàn)象,引入特征因子——不均勻度,建立不均勻雙絞線在核電磁脈沖環(huán)境下的時(shí)域耦合模型。通過數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,詳細(xì)研究了核電磁脈沖環(huán)境與艦船桅桿及不均勻雙絞線的耦合特性。本文的主要研究成果如下:(1)針對(duì)艦船上的典型桅桿,基于時(shí)域有限積分法,研究其在核電磁脈沖環(huán)境下的耦合特性。建立了四種不同的桅桿模型,詳細(xì)研究了在入射波采用不同極化方式、從不同角度入射的情況下桅桿的耦合特性。并將全金屬材料桅桿與復(fù)合材料桅桿的耦合特性進(jìn)行了對(duì)比;(2)針對(duì)雙絞線,建立了雙絞線在核電磁脈沖環(huán)境下的時(shí)域耦合模型,編寫軟件計(jì)算模塊,研究了雙絞線在核電磁脈沖環(huán)境下的終端耦合特性。研究發(fā)現(xiàn):扭距越小,則耦合功率越小;總長(zhǎng)度并不影響耦合功率曲線的包絡(luò),總長(zhǎng)度將影響諧振點(diǎn)的分布,耦合功率曲線呈現(xiàn)明顯的諧振特性,其耦合功率峰值出現(xiàn)在總長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的二分之一頻點(diǎn)的奇數(shù)倍處,其耦合谷值點(diǎn)出現(xiàn)在總長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)的整數(shù)倍處;(3)針對(duì)不均勻雙絞線,引入不均勻因子,建立不均勻雙絞線在核電磁脈沖環(huán)境下的時(shí)域耦合模型,編寫軟件計(jì)算模塊,研究了不均勻性對(duì)雙絞線終端耦合特性的影響。研究發(fā)現(xiàn):對(duì)于總長(zhǎng)度相等,扭曲個(gè)數(shù)相等,但每個(gè)扭距尺寸不等的情形,在頻域,不均勻性將使得耦合曲線的諧振點(diǎn)分布不明顯,諧振特性減弱;在時(shí)域,不均勻性將使得電流峰值有起伏變化。電流峰值的起伏變化范圍將隨著不均勻度的增加而增大,換而言之,不均勻度的增加將使得電流峰值超過預(yù)期值的可能性增加;(4)針對(duì)艦船上含穿艙雙絞線的典型結(jié)構(gòu),研究了含穿艙雙絞線的桅桿及駕駛艙的耦合特性。并深入研究了在玻璃窗涂敷金屬薄膜對(duì)駕駛艙屏蔽特性的影響。研究發(fā)現(xiàn):暴露在外的穿艙雙絞線長(zhǎng)度越長(zhǎng),則雙絞線終端的耦合電壓越大,艙內(nèi)的電場(chǎng)峰值也越大;涂覆金屬薄膜能有效提高駕駛艙的屏蔽效能。
【學(xué)位單位】：中國(guó)艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U674.7
【部分圖文】：

電子設(shè)備的穩(wěn)定工作。由于實(shí)際工程應(yīng)用需要，在艦船上有限的空間上敷設(shè)了大量的線纜，雙絞線是主要的一種線纜類型。圖1.1 現(xiàn)代艦船上的桅桿結(jié)構(gòu)因而，研究艦船桅桿和雙絞線在核電磁脈沖下的耦合特性是艦船電磁環(huán)境防護(hù)研究的重要內(nèi)容之一[9]。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者都針對(duì)電磁脈沖環(huán)境下典型結(jié)構(gòu)及線纜的耦合特性做了大量的研究，得到了許多研究成果。但總的來看，仍有一些不足之處，有待進(jìn)一步地深入研究。首先，國(guó)內(nèi)針對(duì)艦船桅桿及上層建筑在核電磁脈沖環(huán)境下的耦合特性研究較少，資料匱乏，特別是艦船復(fù)合材料桅桿，其研究工作更少；其次，針對(duì)雙絞線的研究大多基于將雙絞線幾何結(jié)構(gòu)建模為理想的均勻的雙螺旋結(jié)構(gòu)，然而實(shí)際應(yīng)用中，由于制作工藝受限和安裝環(huán)境約束，雙絞線的扭距會(huì)發(fā)生變化，現(xiàn)有的模型無法對(duì)其電磁脈沖耦合特性進(jìn)行分析。為此，針對(duì)上述兩點(diǎn)，本文的研究?jī)?nèi)容主要集中在以下兩方面：一

[41]，獲得腔體的時(shí)域屏蔽效能，其流程見圖 1.3。圖1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備布置示意圖X ej ln X k cx n x n X k X k minx n mE tIFTIFTFT窗函數(shù) exp X k圖1.3 最小相位法傳遞函數(shù)進(jìn)行波形重建流程圖1.2.2.2 傳輸線耦合特性研究現(xiàn)狀在仿真計(jì)算方面，周壁華在其主編的《電磁脈沖及其工程防護(hù)》一書中，深入地研究了電磁脈沖及場(chǎng)線耦合問題，將傳輸線法和時(shí)域有限差分法作比較，對(duì)模型中的因子進(jìn)行討論[42]。安霆等人基于傳輸線理論，推導(dǎo)出了能夠?qū)嶋H應(yīng)用于計(jì)算機(jī)編程的算式，借助

[48]。圖1.4 具有不同參考平面的傳輸線在實(shí)驗(yàn)研究方面，王浩等人模擬了雷電電磁脈沖環(huán)境，實(shí)驗(yàn)研究了在雷電電磁脈沖環(huán)境下的雙絞線的耦合特性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，脈沖的上升沿對(duì)感應(yīng)電壓值影響較大，脈沖的寬度對(duì)感應(yīng)電壓的影響較小，線纜的長(zhǎng)度對(duì)感應(yīng)電壓的主要頻段有影響，總長(zhǎng)度的增加將導(dǎo)致感應(yīng)電壓的主要頻段降低。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了在雷電脈沖作用下的樹形雙絞線網(wǎng)絡(luò)的耦合特性[49][50]。楊茂松等人，理論推導(dǎo)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析了大電流注入替代強(qiáng)電磁波輻射的可行性[51]。李祥超等人針對(duì)雙絞線耦合雷電電磁脈沖的問題，進(jìn)行了理論推導(dǎo)及試驗(yàn)驗(yàn)證，搭建了雙絞線遭受雷電電磁脈沖攻擊的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�，獲得了在雷電電磁脈沖環(huán)境下雙絞線終端的耦合特性[52]。雖然核電磁脈沖對(duì)孔縫、線纜的耦合效應(yīng)有眾多理論研究

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李飛;;高空核電磁脈沖對(duì)地面線纜的影響[J];通訊世界;2017年04期

2 紀(jì)向飛;封青梅;李錦榮;趙團(tuán);姚洪志;;電火工品抗核電磁脈沖測(cè)試技術(shù)研究[J];國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ);2008年03期

3 初試;;核電磁脈沖[J];現(xiàn)代防御技術(shù);1986年03期

4 寧培毅;;核電磁脈沖及對(duì)其防護(hù)[J];現(xiàn)代兵器;1987年01期

5 蔡體龍;周璧華;;人防工程防核電磁脈沖問題[J];工程兵工程學(xué)院學(xué)報(bào);1988年02期

6 彭貴新;國(guó)外核電磁脈沖模擬技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)[J];世界導(dǎo)彈與航天;1989年07期

7 曹斌;湯仕平;萬海軍;蔡明娟;;高空核電磁脈沖海面散射的仿真研究[J];安全與電磁兼容;2010年04期

8 李文興;歷園園;李思;;艦船在高空核電磁脈沖輻射下的電磁特性研究[J];黑龍江科技信息;2012年10期

9 宋文武;張傳東;劉義;陳久春;樊友文;;基于光纖信號(hào)傳輸?shù)暮穗姶琶}沖場(chǎng)探測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2007年02期

10 宋永剛;蘇航;張富國(guó);;人防通風(fēng)工程防核電磁脈沖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2008年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張繼坤;李傳應(yīng);;濾波技術(shù)在核電磁脈沖防護(hù)中的應(yīng)用研究[A];第十三屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2006年

2 范啟雄;楊威;李永紅;詹翔;;核電磁脈沖信號(hào)沿地——電離層波導(dǎo)傳播數(shù)值計(jì)算[A];國(guó)家安全地球物理叢書（十）——地球物理環(huán)境與國(guó)家安全[C];2014年

3 付梅艷;張茂鈺;王建國(guó);王s

本文編號(hào)：2834203