基于單錐橫電磁波室的瞬態強電磁脈沖電場測量探頭校準技術研究

蔣廷勇,王曉嘉,周 恒,劉 真,張守龍,孫一飛

(中國人民解放軍63660部隊,河南 洛陽 471000)

瞬態強電磁脈沖的典型特征是無載頻時域脈沖,是當前強電磁脈沖技術領域研究的重要方向之一,既包含有上升時間數納秒、脈寬數十納秒的高空核電磁脈沖輻射場,又包括脈寬數百皮秒至數納秒的雙極或多極超寬譜高功率微波輻射場,頻譜覆蓋范圍為千赫至數吉赫,峰值電場強度為數百伏每秒至數百千伏每秒[1]。為實現對瞬態強電磁脈沖電場參數的準確測量,通常要求測量系統在頻域性能上,帶寬覆蓋待測脈沖主頻范圍;在時域性能上,系統響應時間優于待測脈沖前沿時間的1/3,這對測量系統提出很高要求。

對于瞬態強電磁脈沖測量系統校準,參照目前國軍標《GJB 8218-2014高功率超寬譜脈沖輻射場測量方法》要求,短脈沖電場計量標準應具備比測量系統本身更快的響應時間及更寬的工作帶寬等[2]。當前,國內對瞬態強電磁脈沖測量系統校準主要采用橫電磁波(transverse electromagnetic ,TEM)小室、吉赫茲橫電磁波(GHz transverse electromagnetic,GTEM)室和單錐TEM室,TEM小室最高工作頻率僅為200 MHz,對應的時域響應時間在納秒量級。GTEM室工作頻率雖能達到吉赫量級,但受內部電場高次模及場分布均勻性等影響,目前在IEEE Std 1309-2013中明確不推薦其作為電磁脈沖電場計量裝置。單錐TEM室是錐形傳輸線的具體實現形式,響應時間達數十皮秒,理論工作頻率覆蓋范圍至20 GHz,是當前IEEE等國際標準組織推薦的超快短脈沖標準電場產生裝置[3]。

國外,美國國……