论文部分内容阅读
本文对高功率微波(HPM)耦合进入卫星电子系统的两种方式进行了仿真分析,根据计算结果提出了相应的防护措施,内容分为两大部分:第一部分计算卫星舱外导线的响应波形,据此结果对比现防护体系的防护参数,结果表明:现有大功率限幅器不能实现有效防护,因此提出利用新材料钙钛矿薄膜和等离子体技术发展新型限幅器;HPM波导滤波器承载功率高可有效抑制带外能量的耦合。第一部分主要内容包括:1.在核电磁脉冲、高功率微波和超宽带脉冲作用下,基于BLT方程,用矩量法分别计算了卫星舱外导线和单极天线的响应结果,并进行了详细的分析和比较。2.钙钛矿薄膜体积小、可集成化,在强电场作用下具有电阻变化率大、响应速度快和承受功率高等特点,本文主要研究其在电流限幅领域的应用。3.设计一个中心频率12GHz、带宽50MHz、42.7dB·W/cm~2承载功率的HPM波导滤波器,此类滤波器尤其适用于防护超宽带脉冲和远离中心频率的窄带脉冲。第二部分计算了金属方舱(机柜)的孔缝和光学窗口电磁泄漏。孔缝泄漏采用波导通风孔和导电衬垫加以防护,光学窗口泄漏采用多层透明导电薄膜加以防护。第二部分主要包括:4.基于FDTD,对电子方舱光学窗口模型进行仿真分析,入射脉冲源为垂直入射平面电磁波,得到舱体内部不同时刻的场强分布,该计算结果可用于指导卫星舱体的电磁兼容设计和屏蔽效能SE评估。5.本文设计了一种多层透明导电薄膜,实现了40dB的防护效能,峰值透光率90%,平均透光率超过80%,该膜系兼顾了SE和透光率。6.比较卫星舱内剩余能量和电子器件的能量阈值,当SE>80dB时满足有效防护条件;当SE未能满足要求,采用内部屏蔽设计构成二级级联防护体系可满足有效防护条件。本文的上述理论研究结论对于卫星等飞行器(或机柜)抗HPM加固实验研究具有重要指导意义。