一种电磁脉冲前门耦合效应的事件分解评估方法
GaAs PHEMT强电磁脉冲损伤效应研究
GaAs PHEMT强电磁脉冲损伤效应研究GaAs PHEMT强电磁脉冲损伤效应研究引言：强电磁脉冲（EMP）作为一种高能电磁辐射，对电子设备的损害效应已经成为一个重要的研究领域。
其中，GaAs PHEMT （Gallium Arsenide Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor）是一种常用的高频高功率电子器件，广泛应用于军事通信、雷达等领域。
然而，GaAs PHEMT在遭受EMP辐射时容易出现损伤，这对其应用造成了一定的限制。
本文将探讨GaAs PHEMT在受到EMP辐射后的损伤效应，并提出相应的研究方法和应对措施。
一、GaAs PHEMT结构及工作原理GaAs PHEMT是一种基于砷化镓（GaAs）材料的器件。
它主要由源极、漏极、栅极、衬底等部分组成，其中栅极由铝镓合金制成。
在正常工作状态下，当栅极电压施加到一定值时，形成一个电子气层。
该电子气层使得电子从源区注入到漏极区，从而实现信号放大的功能。
二、EMP辐射的损伤机理1. 高电压击穿：强电磁脉冲辐射会产生较高的电场强度，当电场强度超过GaAs PHEMT的击穿电场强度时，会导致击穿现象的发生。
这会导致器件内部结构的破坏，严重影响其正常工作。
2. 能量损失：强电磁脉冲辐射会引起材料内部电荷的位移和能量的转移。
这些能量转移过程中产生的热量会导致器件结构的热膨胀和热应力的产生，从而引起器件损伤。
3. 电子注入效应：当GaAs PHEMT受到EMP辐射时，电磁场会引起电子气层的运动和电子的注入，从而改变晶体管的电学特性。
这会导致晶体管的增益降低和参数漂移。
三、GaAs PHEMT强EMP辐射实验研究实验研究表明，当GaAs PHEMT受到较强的EMP辐射时，其性能会发生明显的变化。
例如，源-漏电流的增加、增益的减小、频率响应的变窄等。
这些变化表明GaAs PHEMT存在着强电磁脉冲损伤的效应。
一种改进的Flat-top窗电力系统谐波分析算法
一种改进的Flat-top窗电力系统谐波分析算法严晓丹;王军;方春恩;曹林【摘要】The fast Fourier transformation (FFT) is a very popular and the easiest realization way for harmonics analysis in power system. However, it is difficult for FFT to achieve synchronous sampling due to fluctuations of power frequency. The accuracy of the dynamic state harmonic analysis is constrained by the spectral leakage and picket fence effect. As a result, the sidelobe characteristics of the Flat-top window are firstly analyzed, and an improved FFT approach based on Flat-top window is proposed in this paper. Through using sub-correction method, the Flat-top window FFT with small computation is adopted when the frequency offset is small. Then, the phase difference correction is adopted to rectify the amplitude of harmonic components when the frequency offset is large. Simulation results indicate that spectral leakage and picket-fence effects are effectively suppressed by using the proposed method, and the precision of harmonic parameters is greatly improved.%快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是电力系统的谐波分析最常用、最容易实现的方法.但由于实际电网频率波动,FFT算法很难实现同步采样,谐波分析精度受到频谱泄漏与栅栏效应的制约.分析了Flat-top窗的旁瓣特性,建立了一种改进的加Flat-top窗FFT算法.通过分段校正方法,当频率偏移量小时,使用计算量小的加Flat-top窗FFT算法；当频率偏移量大时,利用相位差校正法对幅值进行插值修正.仿真结果表明:改进的Flat-top窗相位差校正法有效地抑制频谱泄漏和栅栏效应,提高了电力系统谐波参数的计算精度.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2012(040)008【总页数】8页(P49-56)【关键词】谐波;快速傅里叶变换;非同步采样;Flat-top窗;频率偏移量【作者】严晓丹;王军;方春恩;曹林【作者单位】西华大学电气信息学院,四川成都610039;四川省电力公司技术技能培训中心,四川成都710072;西华大学电气信息学院,四川成都610039;西华大学电气信息学院,四川成都610039;西华大学电气信息学院,四川成都610039【正文语种】中文【中图分类】TM710 引言随着电力电子装置、非线性负荷的广泛使用电力系统中谐波污染日益严重，危害电力系统的安全与经济运行。
超宽带电磁脉冲对腔体孔缝耦合效应的数值模拟
成整数个网格，减少计算误差。取，．一1．2，7"／。=3，z，=5 mm，过渡区的3个网格步长分别为1．35，1．78，1．87 mm。时间网格取At =2．7 ps ，共 运行7 500个时间步， 整个程序需要 较长的运行 时间。计算模 型中的6个面 均采用7层完全匹配层吸收边界截断计算空间。
1．3入射 脉冲 源
肖金石1， 刘文化2， 张世英2， 张金华2
( i ．海军工程大学电子工程学院．武汉4 300 33； 2．海军装备研究院。北京100 161 )
摘要： 为了解孑L缝耦合对超宽带电磁脉冲干扰和毁伤电子设备的影响，应用时域有限差分法对长方腔
体上不同形状的孔缝耦合效应进行了数值研究。选取mi i l 量级的微小孔缝为研究对象。分析不同入射角度、不 同脉宽的激励源对耦合效应的影响。得到了孔腔共振效应、孑L缝增强效应和腔体内场强的分布规律。研究表
( 1)
式中：E，甄为总场；E，H；为入射场；E，，H，为散射场。
以立方Ye e元胞的格式划分空间网格，即步长d=△z 一△y一△z。为精确模拟微小孔缝，同时考虑计算机
的内存和计算效率，对孑L缝进行细网格划分，取艿一1 mm；其余大部分计算空间 采用粗网格，取艿=2 mm。对
于粗细网格之间的过渡区域，定义扩展因子r ，设过渡区域的空间网格总数为N。。以y轴正方向细网格向粗网
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电磁脉冲对电子设备的耦合效应试验研究
电磁脉冲的 能量仍 有一部 分可以 直接 穿透进 去 , 并且缝隙和 孔洞总 是客观 存在 , 这些 缝隙 和孔洞 的存在 , 导致 EM P 可以耦合进入 , 对各种电子设备 造成危害。 2) 外界的电磁信号通过天线窗、 级间缝隙耦合 到飞行器的内部, 或者飞行器整流头罩分离、 级间分 离后尾部开放状态 , 外界的电磁信号直接进入到飞 行器的内部。 3) 飞行器 的各种连接电缆吸收外界的电 磁能 量, 然后作用于飞行器内部的电子设备。 外界电磁信号对飞行器上电子设备安全构成威 胁的最主要原因是入射的电磁信号、 透射的电磁信 号和通过孔缝耦合到系统内的电磁信号作用到电缆 上, 使电缆产生感应电压或感应电流, 或通过间接耦 合的方式 , 使接于电缆的电子设备被干扰或破坏 , 从 而对系统的可靠性产生影响。 EM P通过电缆连接器或电缆屏蔽层耦合 到电 子设备内部的各种信号传输通道上 , 将造成各种干 扰或损伤效应 , 如点火器误触发等。图 1 是电子设 备 EM P 耦合的总体框图 , 给出了电磁脉冲环境通过 飞行器耦合到内部电路上的几个主要途径。
2) 施加电 磁脉冲干 扰 ( 从较 小的电 场强度 开 3) 在施加电场干扰之后, 通过串口发送数据的 正确性、 示波器监测波形的改变以及灯的亮、 灭确定 电路板的运行状态 ; 4) 若出现 死机 , 则通过手动复位检测是否属 于永久性故障 ; 5) 根据详细工作状态及测试数据分析 CPU 板 的电磁场效应 , 进行数据判读 , 给出试验结果。 2 . 5 试验结果 1) 试验数据 试验中施加的电磁脉冲干扰每个场强值辐照 5 次, 试验数据如表 1 所示。
而更容易受到辐射的影响 , 给系统可靠工作带来风 险, 因此, 研究大规模集成电路的 EMP 耦合效应对于 提高飞行器系统的抗辐射可靠性具有重要的意义。 飞行器上电子设备的核心计算机是 LSI /VLS I 运用最集中的地方 , 极易受到电磁脉冲的干扰, 本文
计算机机箱的电磁脉冲耦合模拟仿真
4 结论
通过电磁脉冲对计算机机箱的耦合透入仿真分析，可以 得到：
(1) 高频强电磁脉冲很容易通过孔缝耦合进入计算机 机箱，透入机箱的电磁场瞬间峰值较大，功率流密度很强，
·2786·
系统仿真学报 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION
Vol. 16 No. 12 Dec. 2004
计算机机箱的电磁脉冲耦合模拟仿真
陈修桥 1，胡以华 1，张建华 1，黄友锐 1,2，何 丽 1
(1 电子工程学院, 合肥 230037; 2 安徽理工大学, 淮南 232001)
摘 要：强电磁脉冲能量通过小孔、缝隙等耦合到计算机机箱内，会对计算机产生干扰和破坏作用。
本文应用时域有限差分法模拟了电磁脉冲对计算机机箱的耦合透入过程，通过分析机箱中电磁场和
电磁能量随时间的变化曲线，得出了机箱中电磁脉冲的耦合变化特征。电磁脉冲对计算机机箱的耦
合模拟计算可用于指导计算机系统的电磁兼容、干扰和防护研究。
P = E×H
(4)
x 方向的分量为
Px = E y ⋅ H z − Ez ⋅ H y
(5)
电磁脉冲对方舱簧片屏蔽门耦合效应的数值分析
电磁脉冲（ Ｈ Ｅ Ｍ Ｐ ） ， 其入射电场采用 Ｍ Ｉ Ｌ— Ｓ Ｔ Ｄ
－
４ ６ １ Ｅ所 规 定 的 Ｈ Ｅ Ｍ Ｐ 标 准 试 验 波 形 来 表
、 ：
＝ ， Ｊ Biblioteka ６ Ｊ （ ） ＝Ｅ 。 ｋ （ ｅ 一ｅ ＿ 卢 ‘ ） ， ｔ ０。 （ １ ）
成为保障电子、 电气装备 战斗力和生存能力 的
重要手 段 。
电磁屏 蔽 的关 键 是保 证 屏 蔽体 的导 电连 续
性， 工程 上一 般采 用金 属 （ 铍 青铜 、 锡 磷青 铜 等） 弹簧片来加强 门板与 门框 间的导 电性 ， 门
框 内还可安装导 电橡 胶或金属 丝 网等填充材 料， 以减小缝隙 的电磁泄漏。国内外学者从 电 磁屏 蔽 门的 泄漏 模 型 、 屏 蔽 效 能 分 析 和工 程 设 计等多方面开展 了深人 的研究 ， 沈宝丽等人 Ｊ 基于时域有 限差分 （ Ｆ Ｄ Ｔ Ｄ） 方法， 采用 高斯脉 冲激励对簧片屏蔽门的屏蔽效能进行了数值计 算； 邱扬等人 依据孔缝耦合机理 和导 电衬垫
簧片 间距 ， 加 大刀片插入 深度和填充 门框导 电材 料等方 法可进 一步 提高簧 片屏 蔽 门的屏蔽 效 能。计 算
结果 为方舱屏蔽设计 和电磁 防护加 固提供 了理论参考 。 关键词 ： 电磁 脉冲 ； 时域有限差分 ； 方舱 ； 屏 蔽门 ； 金属簧 片
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ０ ３ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ２ ５ ８ ． ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ ． １ ２ ３ ７ － ０ ５
外部
５ Ｏ
（ ａ ） 单 刀群 蔽 门
４Ｏ
３ ０
２ ｏ
系统级电磁环境效应试验设计与评估技术
系统级电磁环境效应试验设计与评估技术一、为何系统级电磁环境效应试验设计很重要首先说明电磁兼容性和电磁兼容性试验。
电磁兼容性是基于对电磁发射的控制和电磁敏感的防护，实现军用装备的正常工作。
通常电磁兼容性要求包括电磁发射要求和敏感要求，其中电磁发射应不超过极限值要求，电磁敏感应不低于极限值要求。
电磁兼容问题非常复杂，混合了非常多的因素，即便是直流情况下，也有电场和磁场。
随着系统复杂程度的增加，问题复杂性将呈指数形式上升。
电磁发射和电磁敏感以场和波的形式存在于军用装备中，如同经络，所以随着系统复杂程度的增加，电磁兼容性问题的复杂性呈指数上升。
一个产品的电磁兼容性是否达到要求，将通过测试进行验证。
电磁兼容的问题和散射问题、隐身问题、天线问题的最大区别是它是近场和准近场问题，电磁兼容性试验是一种近场和准近场测试，测试传感器主要为探头和天线。
如图是典型的电磁兼容性测试屏蔽室。
系统级是相对设备而言。
我们知道设备电磁兼容性测试中被试品是单一设备或分系统，其设备构成、线缆数量、耦合关系相对简单。
而系统级则包括了单实体系统和多实体系统，也包括无人机系统这类分布在地面和空中的系统。
系统级层面电磁兼容性试验还需面对相对设备级复杂得多的线缆测试问题。
更进一步，系统级电磁兼容性试验还要考虑对使用环境的适应性，包括舰面环境和编队环境等。
为什么系统级电磁兼容性试验要考虑舰面适应性和编队及战场电磁环境适应性呢？因为研制总要求对装备提出的功能性能要求是适用于装备使用工况，所以对有舰载和编队使用要求的装备，在系统级电磁兼容性试验中就应考核此性能。
不言而喻，如此复杂的试验，必须进行周密的设计。
那么系统级电磁兼容性与战场电磁环境适应性之间是什么关系呢？为此下面介绍电磁兼容性相关基本概念。
尤其是说明电磁发射和电磁敏感是被试品的固有属性。
并因此电磁环境适应性、电磁环境效应、电磁兼容性、电磁干扰之间的五大关系。
二、与系统级电磁兼容性相关的基本概念系统级电磁兼容性在GJB 72A中定义为：执行或保障某项工作任务的若干设备、分系统、专职人员及技术的组合。
常用物探方法的工作原理
常用物探方法的工作原理1、瞬变电磁法：时间域电磁法（Time domain Electromagnetic Methods）或称瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Methods），简写为TEM。
它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。
其数学物理基础都是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起的涡流场的问题。
其工作原理为：通过地面布设的线圈，向地下发射一个脉冲磁场（一次场），在一次场磁力线的作用下，地下介质将产生涡流场。
当脉冲磁场消失后，涡流并没有同步消失，它有一个缓慢的衰减过程，在地表观测涡流衰减过程所产生的二次磁场，即可了解地下介质的电性分布。
该二次场衰减过程是一条负指数衰减曲线，如图1所示。
图1 二次场衰减曲线图一般来说，对于导电性差的地质体，二次场初始值较大，但衰减速度较快；反之，导电性良好的地质体，二次场初始值小，但衰减速度慢（图2)。
瞬变电磁场这一特性构成了TEM区分不同地质体的基本原理。
二次场的衰减曲线早期主要反映浅层信息，晚期主要反映深部信息。
因此，观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电位的垂向变化。
图2 瞬变电场随时间衰减规律与地质体导电性的关系仪器野外工作方法及原理见图3。
主机通过发射线圈向地下发射烟圈状磁脉冲，当磁脉冲遇到不均匀导电介质时形成涡流场，仪器断电后，涡流场衰减过程中形成的二次场以烟圈状辐射，接收线圈接收到返回地面的二次场信号并将其传输给主机进行处理、显示。
图3 仪器工作原理图瞬变电磁法的特点表现为可以采用同点组合进行观测，使与探测目的物耦合最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；在高阻围岩区不会产生地形起伏影响的假异常，在低电阻率围岩区，由于是多道观测，早期道的地形影响也较易分辨；线圈点位、方位或接发距要求相对不严格，测地工作简单，工作效率高；有穿透低电阻率覆盖层的能力，探测深度大；剖面工作与测深工作同时完成，提供了更多有用信息。
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一种电磁脉冲前门耦合效应的事件分解评估方法
电磁脉冲（EMP）是指在核爆炸、闪电、雷电等强电磁场作
用下产生的一种瞬态电磁波信号，可导致电子设备和电力系统中的故障和损坏。
在现代战争中，EMP已成为一种重要的战
略武器。
为了预防和减轻EMP对电子设备系统的影响，需要
对其前门耦合效应进行事件分解评估研究。
一种电磁脉冲前门耦合效应的事件分解评估方法主要包括以下三个步骤：
1. 前门信号特征分析
在EMP产生下，电磁波通过前门进入电子设备系统，造成设
备系统内部的电磁场分布变化。
通过分析前门信号的脉冲宽度、峰值电压、上升时间和下降时间等特征，可以确定EMP的辐
射源和辐射强度，从而对前门耦合效应进行评估。
2. 前门传递路径模拟
在前门耦合效应评估中，必须对前门传递路径进行模拟和分析。
首先需要确定前门信号的传递路径，包括设备间（或设备与外界）的电磁耦合模式和电磁波穿透模式。
接着还需进行前门信号在传递路径上的衰减分析、反射分析等，以确定前门信号在设备系统内部的能量分布和电磁环境。
3. 设备系统鲁棒性评估
最后，需要对设备系统的鲁棒性进行评估。
根据前门传递路径模拟结果，可以建立设备系统的电磁环境模型，并进行电磁场仿真和设备故障分析。
通过分析设备系统的输出和故障情况，可以确定系统的耐受水平和弱点，为系统防御EMP提供指导。
综上所述，一种电磁脉冲前门耦合效应的事件分解评估方法可以有效地识别EMP辐射源，分析前门传递路径和电磁环境，
评估设备系统的鲁棒性。
此方法可为EMP防御和抵御提供可
靠的技术支持，有助于保障电子设备的正常工作。
对于电磁脉冲前门耦合效应的事件分解评估，需要进行相关数据的分析，以确定EMP的辐射强度、前门传递路径和设备系统的鲁棒性等。
以下是涉及到的一些关键数据及其分析：
1. 前门信号特征分析的数据：
脉冲宽度：EMP脉冲宽度通常在微秒到毫秒的范围内。
通过
分析前门信号的脉冲宽度，可以确定EMP辐射源的性质和辐
射强度。
峰值电压：EMP信号的峰值电压通常为几千伏到几十千伏。
峰值电压是评估EMP的能量分布、传递路径和设备系统故障
影响的关键参数。
上升时间和下降时间：EMP脉冲的上升时间通常为几纳秒到
几十纳秒，下降时间范围较大，从微秒到数百微秒不等。
上升时间和下降时间是确定EMP脉冲的形态和频率特性的重要参数。
2. 前门传递路径模拟的数据：
电磁耦合模式：电磁耦合模式是前门传递路径模拟的关键参数，通常包括电感耦合、电容耦合和辐射耦合。
不同的电磁耦合模式对前门传递路径的分析和设备系统的耐受性评估具有不同的影响。
电磁波穿透模式：前门传递路径中，电磁波的穿透模式也需要进行分析。
电磁波在穿透不同材料时会出现不同的反射、透射和吸收现象，因此需要对前门传递路径上的材料和结构进行识别和建模。
3. 设备系统鲁棒性评估的数据：
电磁环境模型：电磁环境模型是设备系统鲁棒性评估的基础，可以通过电磁场仿真和设备故障分析等方法建立。
该模型主要包括设备系统内的电磁场分布、能量分布和设备故障模式等。
设备系统输出和故障情况：根据电磁环境模型进行模拟，可以得到设备系统的输出和故障情况。
通过分析输出和故障情况，可以确定设备系统的鲁棒性和弱点，并提出相应的EMP防御
措施。
综上所述，相关数据的分析对电磁脉冲前门耦合效应的事件分解评估具有重要的指导作用，可以为提高设备系统的防御能力提供有力的支持。
随着信息化时代的深入发展，电磁脉冲（EMP）也成为了一种新型威胁。
EMP事件分解评估是一项
非常关键的工作。
下面以2015年“黑客松”攻击事件为例，进行分析和总结。
2015年5月7日，波兰和其他欧洲国家的电力公司和政府部门遭到了一起“黑客松”网络攻击事件。
攻击者使用了EMP武器击垮了这些公司和政府部门的计算机和服务器。
该事件引发了全球信息安全界的广泛关注，并促使相关部门对EMP防御方案进行了重新审视和规划。
从该事件中可以看出，EMP事件对计算机和服务器的影响非常大，可能导致系统崩溃、数据丢失等严重问题，并且攻击者使用的EMP武器具有很高的能量和较长的脉冲时间，远远超出了大多数计算机和服务器所能承受的范围。
因此，进行EMP事件分解评估十分必要。
在事件分解评估过程中，需要确定EMP辐射源的性质、前门传递路径和设备系统的鲁棒性等。
根据相关数据的分析，可以得出以下结论：
1. EMP辐射源的性质：该事件中使用的EMP武器具有很高的能量和较长的脉冲时间，其能量分布和传递路径复杂多变，需要进行细致的分析和建模。
2. 前门传递路径的分析：通过前门传递路径模拟，可以对事件中计算机和服务器所处的电磁环境进行建模，并确定设备故障的情况和可能性。
此次攻击事件中，攻击者使用的EMP武器通过前门耦合方式进入计算机和服务器，并在内部引发电磁脉
冲，导致设备系统崩溃。
3. 设备系统的鲁棒性评估：需要对设备系统内的电磁环境和故障模式进行建模和分析，以确定潜在的弱点和防御策略。
例如，可以考虑在设备外部添加EMP防护层，以减小EMP脉冲的
影响。
此外，还可以采用硬件设计上的策略，包括设备防护地设计、输入输出端口的屏蔽和隔离措施等。
通过对2015年“黑客松”网络攻击事件的分析，可以认识到EMP事件分解评估的重要性，并对相应的EMP防御方案进行
规划和实施。
在信息安全领域中，EMP防御措施已经成为了
一项关键任务，也是一个不断演进和提高的过程。