[发明专利]垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的计算模型及其构建方法

权利要求书

1.一种垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的计算模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定计算模型结构；

所述垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的计算模型包括单锥(1)、与单锥(1)一体化的含有多层绝缘介质薄膜(2)结构的同轴型峰化电容器(3)、位于单锥(1)尖端下方无限大的金属底板(4)、位于单锥(1)尖端与金属底板(4)之间且与金属底板(4)垂直的导通柱(6)及设置在单锥(1)内部且位于同轴型峰化电容器(3)上方的激励源平面(5)；

其中：

激励源平面(5)用于加载电压源，将该电压源的时域波形称为电压源波形，该电压源波形由整个垂直极化EMP辐射波模拟器的等效电路仿真得到，且在该仿真过程中，设置该垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的半高宽和上升沿同时分别满足IEC-61000-4-25标准所提出的“23ns±5ns”及“2.5ns±0.5ns”的技术指标要求；

导通柱(6)用于代替输出开关，导通柱(6)的导通延迟时间t_d与“从激励源平面(5)出发直接到达单锥(1)尖端导通柱(6)处”的“与电压源波形相同”的电磁波达到峰值的时间一致；

导通柱(6)的电导率模型σ(t)满足：在IEC-61000-4-25标准所提出的“与峰化电容器一体化”的垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场最快上升沿所对应的时间2.0ns范围内，导通柱(6)的电导率线性增长到10²量级；

步骤1.1、设计算模型由单锥、与单锥一体化的含有多层薄膜结构的同轴型峰化电容器、位于单锥尖端下方无限大的金属底板及位于单锥尖端与金属底板之间且与金属底板垂直的导通柱所构成；

步骤1.2、在单锥内部且位于同轴型峰化电容器的上方，设置一个激励源平面，该激励源平面与金属底板的间距为H_s；

步骤2、确定计算模型设计参数：

步骤2.1、加载在激励源平面上的电压源波形，由整个“与峰化电容器一体化”垂直极化EMP辐射波模拟器的等效电路仿真得到，且在仿真过程中，设置该垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的半高宽和上升沿同时分别满足IEC-61000-4-25标准所提出的“23ns±5ns”及“2.5ns±0.5ns”技术指标要求；

步骤2.2、导通柱的导通延迟时间t_d与“从激励源平面出发直接到达单锥尖端导通柱处”的“与电压源波形相同”的电磁波达到峰值的时间一致；

导通柱的电导率模型σ(t)满足：在IEC-61000-4-25标准所提出的“与峰化电容器一体化”的垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场最快上升沿所对应的时间2.0ns范围内，导通柱的电导率线性增长到10²量级。

2.根据权利要求1所述的垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场计算模型的构建方法，其特征在于，步骤2.2中：

导通柱的导通延迟时间t_d由加载在激励源平面上的电压源波形到达峰值的时间t_v及激励源平面与金属底板的间距H_s所决定：

即t_d＝t_v+t_q+a，其中，t_q＝H_s/c，c为真空中的光速；a为误差参数，取值为0～0.5ns。

3.根据权利要求1或2所述的垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的计算模型的构建方法，其特征在于，导通柱的电导率模型σ(t)为：

式中，t为计算时间，其初始值与在激励源平面上加载电压源的初始时刻相同；t_r为IEC-61000-4-25标准所提出的“与峰化电容器一体化”的垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的最快上升沿所对应的时间2.0ns；t、t_d与t_r的单位均为ns；k＝(6.2ns/t_r)+b，b为误差参数，b取值为0～0.1，k的单位为S/m。