朱程儒,王绍飞†,吴 刚,谢彦召

(1.强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室,西安 710024;2.西安交通大学 电气工程学院,西安 710049)

高空电磁脉冲(high-altitude electromagnetic pulse,HEMP)模拟器广泛应用于HEMP对系统和设备的影响研究,其中有界波模拟器研究较为成熟。近期国内外对有界波模拟器的研究主要集中在脉冲源的研制、优化和自动控制[1-3]、模拟器传输线栅等结构优化[4-5]、模拟空间场分布特性[6-8]、外泄场的规律及屏蔽[9-12]等方面。鉴于有界波模拟器工作空间有限,无法满足飞机等大型系统或设备的垂直极化电磁脉冲效应实验需求,因此亟需研发具备大空间的新型电磁脉冲模拟器。

Y 形结构垂直极化电磁脉冲模拟器(Y-shaped vertical polarization electromagnetic pulse simulator,Y-VEMPS)是一种有利于飞机等大型设备进出的末端开放模拟器,是大型垂直极化电磁脉冲模拟器的可能发展方向之一。模拟器传输线特性阻抗计算的准确度关乎阻抗匹配的设计,进而影响工作区域电磁场的波形[13]。Y-VEMPS 与经典有界波模拟器最大的不同是上极板的分叉结构,这为设计模拟器和脉冲源的关键参数特性阻抗的计算带来了新的问题。现有的耦合微带线特性阻抗计算公式用于计算Y 形模拟器特性阻抗时,未考虑下极板有限宽度的边缘效应而带来的偏差。因此,本文利用时域反射法[14]对Y-VEMPS传输线特性阻抗进行仿真计算,并对耦合微带线特性阻抗公式进行了修正,给出了实际大型Y 形垂直极化有界波模拟器的特性阻抗计算公式。使用此修正公式设计YVEMPS的线宽及双线间距等参数,并检验修正公式的准确性,为模拟器的设计优化和空间电磁场特性研究奠定了基础。……