超寬帶強電磁防護能量選擇表面設計

毋召鋒,徐延林,劉培國

(國防科技大學 電子科學學院, 湖南 長沙 410073)

近年來,隨著信息技術的深度發展,各種軍用電子信息系統的集成化、智能化程度越來越高。這種高度集成化的軍用武器系統或平臺在性能、體積、功耗方面均有極大的優勢,但與此同時卻大大增加了其對于強電磁脈沖攻擊的敏感度和易損性。特別是隨著高功率電磁脈沖技術的不斷發展成熟,強電磁脈沖武器成為現今集成化軍用平臺或系統的“頭號殺手”[1]。有學者在對全球高功率微波武器專利梳理的基礎上指出,在軍事需求與技術進步的共同驅動下,高功率微波武器技術發展迅速,正朝著小型化、脈沖參數可調化、高功率輻射、高機動性等方向發展[2]。高功率微波可以通過天線、電纜等耦合途徑進入電子信息系統,造成內部半導體器件擊穿、器件毀傷,故而已經對雷達[3]、導航接收機[4]、通信設備[5]等典型電子信息系統構成了嚴重的現實電磁威脅,亟須發展有針對性的強電磁防護手段。

根據電磁波的耦合途徑,常規的電磁防護手段可以分為前門防護和后門防護兩類[6]。其中,后門防護主要針對設備的線纜、機殼孔縫等后門耦合途徑,通常采用屏蔽、濾波、接地等技術手段阻止高功率微波進入電子設備內部;前門防護則針對電子信息系統的電磁信號傳輸通路采取防護措施,防止高功率微波進入設備內部,主要有濾波[7]、限幅[8]、防護電路[9]等技術手段。但是,當高功率微波能量集中于設備的工作頻帶內時,電子系統對強電磁攻擊信號的防護與正常工作信號的收發兼容成為前門防護設計的難題。……