窄帶高功率微波對裸露線纜的耦合特性仿真

董昱青,韓玉兵,高 成

(南京理工大學 電子工程與光電技術學院,南京 210094)

隨著高功率微波技術的飛速發展,電磁戰發展到前所未有的新型領域,高功率微波武器帶來的電磁威脅也隨之加強[1-2]。窄帶高功率微波(narrowband high power microwave,NHPM)作為一種新型強電磁脈沖,特點是功率高,發出的能量集中在很小的頻率范圍內,對電子設備的正常使用帶來嚴重的電磁威脅,會使電子設備短期失靈,甚至損壞電子設備內部元器件,使電子設備直接損毀[3-4]。線纜耦合是NHPM信號耦合進電子設備的重要途徑[5],研究NHPM作用下線纜的響應特性對推進相關電磁防護研究具有重要意義。

目前,國內外關于線纜耦合方面的研究大多基于高空核爆或雷電電磁脈沖電磁環境[6-8],對NHPM作用下線纜耦合特性的相關研究較少。劉偉等[9]實驗模擬了高空核爆電磁脈沖對線纜耦合的結果,從輻照場強、線纜長度、放置方式及屏蔽與否等方面分析了電磁脈沖對耦合特性的影響。周穎慧等[10]基于時域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法,模擬仿真了NHPM對埋地線的影響,從不同埋地深度、不同線纜半徑及不同線纜位置分析了埋地線的耦合特性。

本文利用CST仿真軟件,模擬了NHPM輻照不加屏蔽層的線纜,分析了微波輻照下線纜端口電壓的變化情況。研究了不同脈沖寬度、不同中心頻率的4種NHPM信號對線纜耦合特性的影響及線纜長度對耦合特性的影響,對線纜及相關電子設備的電磁防護有一定參考價值。

1 線纜耦合的基本理論

1.1 傳輸線理論

目前,有多種適用于分析場線耦合的傳輸線模型,雖形式有所不同,但分析電磁脈沖對傳輸線的響應結果是等效的[11]。……