一種基于平行板傳輸線的雷電電場模擬裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于電磁環(huán)境效應(yīng)試驗的雷電電場模擬裝置，包括沖擊波發(fā)生器、場形成裝置和終端負(fù)載。沖擊波發(fā)生器包括充電電源、高壓脈沖電容器C1、C2和無感高壓電阻R1以及球形峰化開關(guān)S組成。它的放電由球形峰化開關(guān)S控制。U1是主電容器C1的充電電壓，U2是峰化電容器C2兩端的電壓，即輸出電壓。場形成裝置使用平行板傳輸線。終端負(fù)載為無感高壓電阻R2。本裝置可以通過調(diào)節(jié)高壓電阻R1調(diào)整所模擬的雷電電磁場的波前時間t1，通過更換終端負(fù)載電阻R2調(diào)整雷電電磁場的半峰值時間t2。該裝置具有參數(shù)調(diào)整方便、可靠性高、成本較低等特點。
【專利說明】一種基于平行板傳輸線的雷電電場模擬裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種雷電電場輻照環(huán)境模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雷電是一種常見的自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，地球表面平均每秒鐘發(fā)生大約1000個雷暴和200次閃電。雷電放電規(guī)模宏大。發(fā)生閃電時，閃電通道中會有高達(dá)幾百萬伏的瞬時脈沖電壓、幾萬安培的脈沖電流，電流上升率會達(dá)到幾萬Α/μ S，所以在雷電通道周圍的空間會產(chǎn)生強烈的雷電電磁輻射，會給人類帶來危害。雷電造成災(zāi)害主要有兩種途徑，第一是直擊雷，第二是感應(yīng)雷。感應(yīng)雷主要是通過雷電電磁場造成災(zāi)害，不僅會嚴(yán)重干擾無線電通訊和設(shè)備的正常工作，給各種高新技術(shù)行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失；而且會對各種電子電氣設(shè)備造成很大的威脅。隨著電子科學(xué)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，由雷電電磁場造成的損失越來越重，危害越來越大。由于雷電的產(chǎn)生具有很強的隨機性，所以難以直接用于實驗研究。因此，用實驗方法模擬雷電電磁場具有非常重要的意義，可以用于開展電子信息裝備在雷電電磁場作用下的安全性和可靠性研究。
[0003]目前國內(nèi)外開展雷電流抗擾度試驗比較多，依據(jù)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)如IEC62305-1等給出的雷電流的波形開展電流注入試驗，比如首次回?fù)舨ㄐ?0/350μ S、后續(xù)回?fù)?br> 0.25/100 μ s等。GJB3567-99軍用飛機雷電防護鑒定試驗方法，規(guī)定采用沖擊電壓發(fā)生器對飛機直接放電的方式鑒定軍用飛機的防雷電能力。由于空間雷電電磁脈沖場的技術(shù)特征還沒有明確標(biāo)準(zhǔn)，所以開展模擬雷電電磁輻射場試驗的很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于傳輸線理論的小型雷電電磁脈沖場模擬裝置，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)雷電電·磁脈沖場的模擬，根據(jù)裝備效應(yīng)試驗的需要，任意調(diào)節(jié)其波前時間和半峰時間，并且具有較高的效率，適用于小型裝備以及電子部件的雷電電磁輻射效應(yīng)試驗。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明用于雷電電磁輻射場模擬。裝置包括沖擊波形成裝置、雷電輻射場形成裝置和終端負(fù)載，共計三部分如圖1所示。
[0006]所述沖擊波形成裝置結(jié)構(gòu)如圖2，包括電源、兩個電容器Cp C2和波前高壓電阻R1以及球形開關(guān)S組成；波前電阻R1的一端與球形開關(guān)的輸出端相連，另一端與峰化電容器C2的高壓端相連，峰化電容器C2的另一端接大地，球形開關(guān)S—端與波前電阻R1，另一端與充電電容器C1的相連。
[0007]所述場形成裝置采用平行板傳輸線，其高壓極板與球形開關(guān)S相連，另一極板接大地，以電磁傳輸?shù)姆绞?，把電容器C2提供的激勵信號轉(zhuǎn)換為電磁場,為裝備電磁環(huán)境效應(yīng)試驗提供均勻場試驗空間。
[0008]所屬終端負(fù)載為電阻R2，接于場形成裝置的高壓極板與大地之間，用于保證其阻抗與模擬的電磁脈沖場特征阻抗相匹配，避免產(chǎn)生反射，影響所模擬的雷電電磁輻射環(huán)境。[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0010]1.電能與電磁能的轉(zhuǎn)換效能較高,能達(dá)到80%。
[0011]2.設(shè)計的電路具有較高的靈活性。以雙指數(shù)波形模擬雷電電磁脈沖場的主要特征，實現(xiàn)了雷電電磁環(huán)境的實驗室模擬；通過更換波前電阻、終端負(fù)載電阻，可以獨立調(diào)節(jié)波前時間、半峰值時間，滿足了裝備雷電電磁環(huán)境效應(yīng)試驗研究的需要；
[0012]3.能夠產(chǎn)生相對均勻的雷電福射場環(huán)境,可以用于雷電電場福射效應(yīng)試驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的雷電電場模擬裝置構(gòu)成框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的雷電電場模擬裝置的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016]圖2是本發(fā)明的雷電電場模擬裝置的電路原理圖:充電電源采用高壓交流電源。
[0017]對圖2所示電路:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種用于電磁環(huán)境效應(yīng)試驗的雷電電磁脈沖場模擬裝置，包括沖擊波發(fā)生器、場形成裝置和終端負(fù)載，該裝置可以通過調(diào)節(jié)電阻模擬多種由國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的雷電波形產(chǎn)生的電磁脈沖場，其特征在于: 所述沖擊波發(fā)生器包括充電電源、高壓脈沖電容器Cp C2和無感高壓電阻R1以及球形峰化開關(guān)S組成，它的放電由球形峰化開關(guān)S控制，U1是主電容器C1的充電電壓，U2是高壓脈沖峰化電容器C2兩端的電壓，即輸出電壓，為電磁脈沖場形成提供脈沖激勵源，可以通過調(diào)節(jié)波前高壓電阻R1調(diào)整雷電波波前時間，通過調(diào)節(jié)終端負(fù)載電阻R2調(diào)整雷電波半峰值時間t2，以滿足模擬不同標(biāo)準(zhǔn)雷電波電磁環(huán)境效應(yīng)試驗的需要； 所述場形成裝置為一個平行板傳輸線，其高壓極板與高壓脈沖峰化電容器C2相連，為多根平行的銅導(dǎo)線，另一極板為長方形鋁板，與大地相連接，把沖擊波發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖電壓激勵信號轉(zhuǎn)換為在兩平行極板之間產(chǎn)生的雷電電磁脈沖場，為開展電磁敏感設(shè)備電磁環(huán)境效應(yīng)試驗提供試驗空間； 所述終端負(fù)載為一個無感高壓電阻，連接于平行板傳輸線的高壓極板與大地之間，與平行板傳輸線所傳輸?shù)碾姶挪úㄗ杩瓜嗥ヅ洹?br> 2.將上述設(shè)計思想用于其他電磁脈沖場的模擬，亦受本專利的保護。
【文檔編號】G01R31/00GK103852657SQ201210512914
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】陳亞洲, 王曉嘉, 萬浩江, 程二威 申請人:中國人民解放軍軍械工程學(xué)院