電磁脈沖(EMP)是一種瞬變電磁現象,從時域波形看,(EMP一般具有陡峭的上升沿、較窄的脈沖寬度、較大的場強峰值。從頻譜上看,EMP覆蓋了高達數十吉赫茲的頻帶。自1962年美國在太平洋上空成功進行高空核爆試驗,高功率EMP對于電力系統與電子設備產生了巨大危害,這一現象引起了世界各地的廣泛關注。隨后,人們對EMP現象的研究也擴展到生物領域,例如EMP對人體組織的毀傷效應,陸續出現了EMP裝備與防護技術的研究熱潮。
隨著對EMP研究進展的深入,目前的EMP研究內容可劃分為以下三個方向: 2.EMP毀傷效應研究; 3.EMP信息傳遞研究; 由于EMP的傳播形式是以場的方式開展,因此,無論以上哪一個研究方向,均離不開對EMP效應場的觀測。所以,我們在這里簡要了解了一下。 01 EMP輻射系統設計對電場測量的要求
1.EMP輻射系統設計;
EMP輻射系統設計研究主要集中在高壓源與輻射裝置這兩方面。目前,市面上可購買的高壓源電壓可達2MV,而輻射裝置可以產生50kV/m的場強。
而隨著應用研究的深入,對EMP場強的要求也不斷提高,因此,相應的電場測量探頭的測量上限也不斷提高,目前常見的探頭可以完成50kV/m時域測量。而我們提供了一種基于泡克爾斯效應的電場探頭,當這種探頭處于外加電場之中時,其內部的晶體折射率發生變化,導致通過晶體的光發生偏振,相位差與場強大小、頻率相關,并以電壓來表征場強。
EMP輻射系統設計對電場測量的要求有如下特點: 1.探頭能夠捕獲納秒級波形; 2.探頭擁有較大的動態范圍; 3.探頭支持遠距離測量布置; 4.探頭擁有較小尺寸以適應復雜輻射裝置的內部校準。 02 EMP對生物體的毀傷效應研究所需的電場測量 高功率、超寬頻的EMP電磁波能夠對生物體的神經系統、免疫系統、內分泌系統、心血管系統以及生殖系統產生惡化影響,嚴重時可導致死亡。因此,需要經深入研究來探求毀傷機理以及對應的防護技術。
在進行不同溶度的EMP輻射防護劑試驗時,如何測量受試培養器皿中溶液內的電場特征,我們給出的電場測量解決方案給出了參考。探頭具體技術指標請點擊這里進行下載。
EMP對生物體的毀傷效應研究所需的電場測量要求有如下特點: 1.探頭能夠測量較高的場強; 2.探頭能夠浸入到溶液之中; 3.探頭能捕獲瞬態時域波形; 4.探頭擁有較小尺寸以便于插入培養器皿之內。
03 EMP對電子設備的毀傷效應研究所需的電場測量 高功率、超寬頻的EMP電磁波能量會耦合到電子設備線束上,并轉化為脈沖電流來毀傷內部元器件,造成電子設備的失靈甚至燒毀。
EMP對電子設備的毀傷效應研究所需的電場測量要求有如下特點: 1.探頭能夠測量較高的場強; 2.探頭能捕獲瞬態時域波形; 3.探頭能夠測量的頻程要廣; 4.探頭擁有較小尺寸以便于狹小的金屬空間之內; 5.探頭支持遠距離信號傳送與控制,以避免傷害工作人員。 04 EMP信息傳遞研究對電場測試的需求 例如無載波超寬帶雷達體制研究,納秒級脈沖特征,按照作用距離來分類,從mV/m到MV/m不等。無載波超寬帶雷達與普通常規雷達相比,在以下的四個方面具有明顯的技術優勢,因此在軍民領域有著廣泛的應用。 ●高距離分辨率; ●抗干擾性強; ●抗多徑效應好; ●回波中目標的信息豐富、反隱身。 無載波超寬帶雷達的架構如下圖所示,在設計驗證過程中,需要測量發射波形以及回波的技術特征,如脈寬、上升沿、幅度等。 根據設計需求,EMP信息傳遞研究對電場測試的需求要求有如下特點:
1.探頭的場強測量范圍較廣; 2.探頭能捕獲瞬態時域波形; 3.探頭能夠測量的頻程要廣; 4.探頭不受近遠場測量限值; 5.探頭支持遠距離信號傳送與控制,以避免傷害工作人員。 綜上所述,基于泡克爾斯效應的探頭能更好適應EMP對電場測量的要求: