核电磁脉冲及其工程防护

论文摘要

核武器是迄今为至威力最大的武器,其在爆炸瞬间产生的高强度电磁脉冲能通过天线、各种金属线缆、孔洞缝隙等途径,耦合非常高的能量进入指挥、通信、控制、计算机及情报系统,从而造成通信中断、雷达迷盲、控制失灵、指挥瘫痪,整个作战系统陷入灭顶之灾。正是由于核电磁脉冲的这种重要军事效应,世界各军事强国都在积极研究这一领域。本文介绍了核电磁脉冲环境及其发展趋势,核电磁脉冲的模拟仿真、测试及工程防护几个方面。研究了核电磁脉冲的耦合机理,详细对比了国内外多种核电磁脉冲标准规定的时域波形,在分析某大型屏蔽工程的基础上,建立了耦合仿真模型,并运用XFDTD软件仿真计算,得出相关结论。提出了基于GTEM小室的电磁脉冲模拟测试系统,运用HFSS软件进行了小室的仿真模拟,证明了小室的设计是可行的,然后运用AutoCAD软件绘出了小室的全套加工图纸;传输室制造完成后,对其进行了最终性能评估,达到了预先提出的使用要求。最后,介绍了常用屏蔽材料及屏蔽效能的测试方法,对几种屏蔽材料进行了实际测试,并对结果进行了分析;对如何提高防护工程屏蔽核电磁脉冲的能力进行了深入探讨,提出了相关的具体工程屏蔽措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 本文所做工作
• 第二章 核电磁脉冲环境及核电磁脉冲的发展
• 2.1 核电磁脉冲环境的介绍
• 2.1.1 核电磁脉冲产生机理
• 2.1.2 核电磁脉冲主要特点
• 2.1.3 核电磁脉冲的各种效应
• 2.2 核电磁脉冲辐射环境的各种波形标准与对比分析
• 2.2.1 高空核爆电磁脉冲表达式
• 2.2.2 核电磁脉冲辐射环境的各种波形标准
• 2.2.3 核爆电磁脉冲各种波形参数比较
• 2.3 核电磁脉冲的发展
• 2.4 核电磁脉冲的防护
• 第三章 核电磁脉冲的孔缝耦合仿真分析
• 3.1 核电磁脉冲的耦合机理分析
• 3.1.1 核电磁脉冲的耦合途径分析
• 3.1.2 某大型屏蔽工程的耦合结构及耦合特征分析
• 3.2 核电磁脉冲对孔缝腔体耦合的仿真分析
• 3.2.1 XFDTD 软件的介绍
• 3.2.2 仿真建模
• 3.2.3 仿真结果分析
• 第四章 基于GTEM 小室的核电磁脉冲模拟测试系统
• 4.1 基于GTEM 小室的电磁脉冲模拟测试系统介绍
• 4.1.1 常见两种脉冲源
• 4.1.2 电场照射器
• 4.1.3 光纤场强测量系统
• 4.2 设计、搭建GTEM 小室
• 4.2.1 GTEM 小室的仿真分析
• 4.2.2 GTEM 小室的设计，加工与组合安装
• 4.2.3 对GTEM 小室的调试与验收
• 第五章 核电磁脉冲的防护
• 5.1 常用屏蔽材料介绍
• 5.2 对几种常见屏蔽材料的屏效测试
• 5.2.1 屏蔽室测试法
• 5.2.2 测量结果
• 5.2.3 测量结果分析
• 5.3 提高防护工程对核电磁脉冲屏效的措施
• 5.3.1 屏蔽与接地
• 5.3.2 防护工程入口部位的防护
• 5.3.3 电力、电缆的防护
• 5.3.4 通风空调窗口的防护
• 5.3.5 信号传输线的防护
• 5.3.6 金属管道的防护
• 5.3.7 地回路的防护
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 下一步研究的思路
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果