[发明专利]一种水平极化有界波电磁脉冲模拟器内部场强均匀性增强的方法

说明书

本发明提出一种水平极化有界波电磁脉冲模拟器内部场强均匀性增强的方法，提高了模拟器内部一定范围内场强的均匀性，使得用于EMP效应实验的有效实验区面积增大，最终提高了模拟器的性能。该方法是将模拟器在地面上的两侧极板形状由两条长度相等的平行直线改为两条对称的偏心圆弧；两条对称的偏心圆弧的对称轴为x轴，两条对称的偏心圆弧端部形成的张口尺寸d_k与测试区z方向的范围相当，左、右侧偏心圆弧各自的圆心分别位于z轴上O₁点的右、左侧；从模拟器双锥的底部分别向地面上所述两条对称的偏心圆弧拉金属线，构成模拟器两侧的极板，得到场强均匀性增强的模拟器。

技术领域

本发明涉及一种水平极化有界波电磁脉冲模拟器内部测试区场强均匀性增强的方法。

背景技术

为了系统研究电子系统电磁脉冲(electromagnetics pulse,EMP)效应以及加固措施，必须建立电磁脉冲模拟设备。目前，国内外已有的水平极化环境模拟设备主要有双锥笼形辐射波天线及水平极化的有界波电磁脉冲模拟器等。

双锥笼形辐射波天线，虽然具有常阻抗、宽频带和平行于双锥天线轴线的场的均匀度好等优点，但需要很大的直径及足够的长度，才能获得足够大的有效实验区面积，这就导致双锥笼型天线的造价昂贵。

水平极化有界波电磁脉冲模拟器，如文献1：BAILEY V等人发表在《IEEETrans.Plasma Science》期刊2010年第38卷第2557-2558页，“A6-MV pulser to drivehorizontally polarized EMP simulators”；文献2：朱湘琴等人发表在《计算物理》期刊2018年网络版第1-8页，“大型水平极化电磁脉冲有界波电磁脉冲模拟器的并行模拟分析”，网址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2011.O4.20180928.1403.004.html。这种类型的水平极化的模拟器不仅造价低，而且可以提供自由空间及近地面EMP环境。不过，这种水平极化有界波EMP模拟器必须给受试设备(equipment under test，EUT)提供均匀的场空间，即用于EMP效应实验的有效实验区面积由模拟器内部场强的均匀性决定，因此这种模拟器内部场强的均匀性直接影响了模拟器的性能。

因此，对于水平极化有界波电磁脉冲模拟器，有必要对其内部场强均匀性的增强方式进行研究。目前国内外并没有相关的报道。

发明内容

本发明提出一种水平极化有界波电磁脉冲模拟器内部场强均匀性增强的方法，提高了模拟器内部一定范围内场强的均匀性，使得用于EMP效应实验的有效实验区面积增大，最终提高了模拟器的性能。

申请人研究发现：在保持水平极化有界波EMP模拟器架高不变及双锥特性阻抗匹配的情况下，从模拟器的双锥底部向地面拉线构成模拟器极板，若模拟器在地面上的极板形状由两条长度相等的平行直线改为对称的偏心圆弧状(这里的“偏心”是指圆弧的圆心偏离模拟器双锥中心点在地面的投影O₁点)时，模拟器内部一定区域内的场强出现了均匀性增强的现象。

由此，本发明的解决方案总结如下：

一种水平极化有界波电磁脉冲模拟器内部场强均匀性增强的方法，包括：

将模拟器在地面上的两侧极板形状由两条长度相等的平行直线改为两条对称的偏心圆弧；所述偏心圆弧的弧长等于所述平行直线的长度w，设模拟器双锥中心点在地面的投影为O₁点，经过O₁点并垂直于所述平行直线的坐标轴记为z轴，经过O₁点并平行于所述平行直线的坐标轴记为x轴，则两条对称的偏心圆弧的对称轴为x轴，两条对称的偏心圆弧端部形成的张口尺寸d_k与测试区z方向的范围相当，左、右侧偏心圆弧各自的圆心分别位于z轴上O₁点的右、左侧；