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电磁脉冲测试技术

作　者: 高先周
导　师: 邱景辉
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: Rogowski线圈时域天线 TEM喇叭天线小型化
分类号: O441.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 91次
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内容摘要

电磁脉冲能量的产生与辐射的效果都要通过对其测试才能得到确定,因此电磁脉冲的测试是检验电磁脉冲实验成败必不可少的重要环节。电磁脉冲的测试不仅包括对脉冲发生源的脉冲电流和脉冲电压的测试,还包括对脉冲辐射场的测试。Rogowski线圈具有很好的宽带特性,根据不同的频带宽度要求可以设计出相应的Rogowski线圈,其可以应用于大脉冲电流的测试;电阻分压器可以用于测试高电压,但是其测试精度受频率影响较大,对其进行相应的改进可以消除频率的影响,达到宽带特性,可以用于脉冲电压的测试。时域脉冲天线具有辐射和接收快速变化的瞬态脉冲信号的能力,这种脉冲天线能够覆盖很宽的频带。同时,其具有较宽的工作带宽、良好的方向性和稳定的相位中心等性能参数。TEM喇叭天线作为时域脉冲天线,其辐射和接收的时域短脉冲信号具有良好的保真性。本文首先分析了脉冲发生源测试的基本原理以及用于测试脉冲电流和脉冲电压用的Rogowski线圈和改进的电阻分压器的基本原理,并且给出了在实际制作中需要改进的地方,根据设计要求加工了相应的实物。其次,介绍了脉冲辐射场的测试原理,给出了时域脉冲辐射天线的基本概念,分析了用于接收脉冲信号的TEM喇叭天线的时域和频域特性,给出了远区辐射场理论和脉冲响应函数,并且简单分析了加载TEM喇叭天线的加载原理。再次,设计了用于脉冲接收的TEM喇叭天线,由于要求的下限频率较低,所以重点对TEM喇叭天线进行了小型化的设计;通过CST MWS?软件仿真,讨论了TEM喇叭天线的尺寸变化和各项参数对反射损耗等参数的影响,从而给出了所要设计的小型化天线的合适的各项参数,很好地达到了频域性能的设计要求。最后根据仿真结果制作了相应的实物模型并进行了测试。最后,分析了TEM喇叭天线的时域特性,通过对接收的远区辐射信号和激励源信号的比较,可以得到此种天线具有很好的保真性,能够保证测试系统的不失真。

电磁脉冲测试技术

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