一种基于平行板传输线的雷电电场模拟装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于电磁环境效应试验的雷电电场模拟装置，包括冲击波发生器、场形成装置和终端负载。冲击波发生器包括充电电源、高压脉冲电容器C1、C2和无感高压电阻R1以及球形峰化开关S组成。它的放电由球形峰化开关S控制。U1是主电容器C1的充电电压，U2是峰化电容器C2两端的电压，即输出电压。场形成装置使用平行板传输线。终端负载为无感高压电阻R2。本装置可以通过调节高压电阻R1调整所模拟的雷电电磁场的波前时间t1，通过更换终端负载电阻R2调整雷电电磁场的半峰值时间t2。该装置具有参数调整方便、可靠性高、成本较低等特点。
【专利说明】一种基于平行板传输线的雷电电场模拟装置【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种雷电电场辐照环境模拟装置。
【背景技术】
[0002]雷电是一种常见的自然现象。据统计，地球表面平均每秒钟发生大约1000个雷暴和200次闪电。雷电放电规模宏大。发生闪电时，闪电通道中会有高达几百万伏的瞬时脉冲电压、几万安培的脉冲电流，电流上升率会达到几万Α/μ S，所以在雷电通道周围的空间会产生强烈的雷电电磁辐射，会给人类带来危害。雷电造成灾害主要有两种途径，第一是直击雷，第二是感应雷。感应雷主要是通过雷电电磁场造成灾害，不仅会严重干扰无线电通讯和设备的正常工作，给各种高新技术行业带来巨大的经济损失；而且会对各种电子电气设备造成很大的威胁。随着电子科学和信息技术的快速发展，由雷电电磁场造成的损失越来越重，危害越来越大。由于雷电的产生具有很强的随机性，所以难以直接用于实验研究。因此，用实验方法模拟雷电电磁场具有非常重要的意义，可以用于开展电子信息装备在雷电电磁场作用下的安全性和可靠性研究。
[0003]目前国内外开展雷电流抗扰度试验比较多，依据现有的标准如IEC62305-1等给出的雷电流的波形开展电流注入试验，比如首次回击波形10/350μ S、后续回击
0.25/100 μ s等。GJB3567-99军用飞机雷电防护鉴定试验方法，规定采用冲击电压发生器对飞机直接放电的方式鉴定军用飞机的防雷电能力。由于空间雷电电磁脉冲场的技术特征还没有明确标准，所以开展模拟雷电电磁辐射场试验的很少。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种基于传输线理论的小型雷电电磁脉冲场模拟装置，它不仅能够实现雷电电·磁脉冲场的模拟，根据装备效应试验的需要，任意调节其波前时间和半峰时间，并且具有较高的效率，适用于小型装备以及电子部件的雷电电磁辐射效应试验。
[0005]为解决上述技术问题，本发明用于雷电电磁辐射场模拟。装置包括冲击波形成装置、雷电辐射场形成装置和终端负载，共计三部分如图1所示。
[0006]所述冲击波形成装置结构如图2，包括电源、两个电容器Cp C2和波前高压电阻R1以及球形开关S组成；波前电阻R1的一端与球形开关的输出端相连，另一端与峰化电容器C2的高压端相连，峰化电容器C2的另一端接大地，球形开关S—端与波前电阻R1，另一端与充电电容器C1的相连。
[0007]所述场形成装置采用平行板传输线，其高压极板与球形开关S相连，另一极板接大地，以电磁传输的方式，把电容器C2提供的激励信号转换为电磁场,为装备电磁环境效应试验提供均匀场试验空间。
[0008]所属终端负载为电阻R2，接于场形成装置的高压极板与大地之间，用于保证其阻抗与模拟的电磁脉冲场特征阻抗相匹配，避免产生反射，影响所模拟的雷电电磁辐射环境。[0009]本发明的优点是:
[0010]1.电能与电磁能的转换效能较高,能达到80%。
[0011]2.设计的电路具有较高的灵活性。以双指数波形模拟雷电电磁脉冲场的主要特征，实现了雷电电磁环境的实验室模拟；通过更换波前电阻、终端负载电阻，可以独立调节波前时间、半峰值时间，满足了装备雷电电磁环境效应试验研究的需要；
[0012]3.能够产生相对均匀的雷电福射场环境,可以用于雷电电场福射效应试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0014]图1是本发明的雷电电场模拟装置构成框图。
[0015]图2是本发明的雷电电场模拟装置的电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]图2是本发明的雷电电场模拟装置的电路原理图:充电电源采用高压交流电源。
[0017]对图2所示电路:
[0018]
【权利要求】
1.一种用于电磁环境效应试验的雷电电磁脉冲场模拟装置，包括冲击波发生器、场形成装置和终端负载，该装置可以通过调节电阻模拟多种由国家标准规定的雷电波形产生的电磁脉冲场，其特征在于: 所述冲击波发生器包括充电电源、高压脉冲电容器Cp C2和无感高压电阻R1以及球形峰化开关S组成，它的放电由球形峰化开关S控制，U1是主电容器C1的充电电压，U2是高压脉冲峰化电容器C2两端的电压，即输出电压，为电磁脉冲场形成提供脉冲激励源，可以通过调节波前高压电阻R1调整雷电波波前时间，通过调节终端负载电阻R2调整雷电波半峰值时间t2，以满足模拟不同标准雷电波电磁环境效应试验的需要； 所述场形成装置为一个平行板传输线，其高压极板与高压脉冲峰化电容器C2相连，为多根平行的铜导线，另一极板为长方形铝板，与大地相连接，把冲击波发生器产生的脉冲电压激励信号转换为在两平行极板之间产生的雷电电磁脉冲场，为开展电磁敏感设备电磁环境效应试验提供试验空间； 所述终端负载为一个无感高压电阻，连接于平行板传输线的高压极板与大地之间，与平行板传输线所传输的电磁波波阻抗相匹配。
2.将上述设计思想用于其他电磁脉冲场的模拟，亦受本专利的保护。
【文档编号】G01R31/00GK103852657SQ201210512914
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】陈亚洲, 王晓嘉, 万浩江, 程二威 申请人:中国人民解放军军械工程学院