CST高功率微波与孔缝腔体的耦合(2)

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参考文献 52

1 绪论

1.1 研究背景及意义

电磁脉冲(EMP)的杀伤作用原本是高空核试验的副产品，核电磁脉冲就是核电磁脉冲核爆炸在空间产生的瞬变电磁场，比雷电的电磁场强度要大几百倍。频率十分宽,几乎包括所有长短波。危害范围广,覆盖半径可达数百到上千公里,是无线通信的最大威胁。苏联1961年10月31日在新地岛上空试爆史上最大的5000万吨级氢弹时,就曾破坏方圆数千公里内的通讯线路及雷达系统。美国1962年7月8日在约翰斯顿岛上空400公里处进行核试验,结果在距离爆心1300多公里的夏威夷岛上,防盗铃有几百个误响,有几十条街道的路灯故障, 中断了短波通信,雷达屏幕亮点故障, 烧断供电系统保险丝, 烧坏电器元件, 击穿了绝缘, 冲掉了电子系统储存,程序混乱,无线控制设备停机,警报信息控制失灵等。以上也都是居民在生活中可以感知的核电磁脉冲的危害。军事专家受此启发,从此致力于如何增强核爆炸的电磁效应而抑制其他效应的研究,最原始的电磁脉冲弹就是这类通过高空核爆形成电磁脉冲的新式核武器。在未来战争初期,敌人可能采取高空核爆炸,严重破坏被袭击方电器通信设备功能,从而避免较大的人员伤亡，还能造成信息混乱。一份美国的权威杂志曾对未来战争作过一次可怕的预测:下一次世界大战降临的时候,你可能看不到蘑菇云,只听见一声遥远的啪嚓声,你还以为是无辜的闪电，但你的电脑连同里边的所有数据都将被烤焦。电磁脉冲打击武器由于其巨大的威力已被列为21世纪的大规模破坏性武器,甚至被有些专家称为“21世纪的原子弹”。

从近来爆发的几次高技术局部战争中我们可以看出,未来的信息化战场上,传统的夺取制空权,取决于夺取制信息权,夺取制信息权,基础则是夺取制电磁权。在当前日益复杂的电磁环境作战条件下,敌我双方在争夺制电磁权愈演愈烈,要想取得战争的主动权,关键在于夺取制电磁权。

1.2 国内外发展现状

1.3 本文的研究目的

现代高技术武器装备普遍具有复杂电子系统，而电子系统通常具有对外端口（如天线），并且外表面不可避免地存在一些孔缝。高功率微波武器发出高功率,快速脉冲式微波波束，通过外端口或孔缝耦合至目标的电子系统中，干扰敌方电子设备，还可击穿电子元件，烧毁敌方电子设备，从而实现对目标的毁伤。分析高功率微波脉冲与目标的耦合特性不仅是研究高功率微波毁伤效应的基础，同时也为高功率微波武器攻击与防护提供重要的参考依据。

强电磁脉冲可由核爆炸"核爆炸产生的电磁脉冲称为核电磁脉冲,任何在地面以上爆炸的核武器都会产生电磁脉冲,能量大约占核爆炸总能量的百万分之一,频率从几百Hz到几MHz。非核电磁脉冲弹则利用炸药爆炸或化学燃料燃烧产生的能量,通过微波器件转换成高功率微波辐射能,能发射峰值功率在GW以上，频率为1GHZ以上的脉冲微波束,在裸露的导电体(例如裸露的电线，印刷电路板的印制线)上急剧产生数千伏的瞬变电压,对大量电子设备造成无法挽回的损坏。强电磁脉冲也可由雷电微波炸弹，电磁脉冲弹或其他方法产生并能摧毁电子设备，破坏雷达等通信系统，武器系统中电子设备及扰乱人的大脑神经系统，使人暂时失去知觉。

高功率微波脉冲是指微波的脉冲峰值功率大于100MW以上，频率在0.5GHz～300GHz之间的电磁脉冲。高功率微波脉冲以光速传播，可以瞬间通过电子设备的外端口或电子系统上的孔缝将能量传递至目标，通过耦合效应达到对目标的毁伤。由强电磁脉冲的耦合方式可以看出,强电磁脉冲能使晶体管，集成电路，电阻及电容，滤波器，继电器等电子元器件受到损坏，能与电缆，导线和天线等耦合,把电磁脉冲的能量传递给电子设备,引起电子设备的失效或损坏，电路开关跳闸，能使根据磁通工作的存贮器(磁心，磁鼓和磁带等)消磁或失真,破坏元器件或抹去存贮的信息和引起关闭传递假信号，能在飞机和导弹等的金属外壳上产生很大的感生电流,这种电流沿着接收天线和导弹的金属表面流动,并通过壳体上的隙缝或舱口藕合到壳内,使电子元器件，线路和设备受到不同程度的干扰和破坏。