[发明专利]电磁脉冲辐射环境下静电放电试验装置

说明书

本发明公开了一种电磁脉冲辐射环境下静电放电试验装置，涉及静电放电试验装置领域；包括电磁辐射发生装置、电磁屏蔽装置、真空装置和放电检测装置；电磁辐射发生装置包括电磁辐射模拟器、放电枪和耦合板，放电枪与电磁辐射模拟器连接，耦合板接地；真空装置包括真空泵和真空管；放电检测装置包括放电针、接地平板、电源S1、示波器、限流电阻R1、取样电阻R0和电容C1；接地平板和放电针位于真空管内，示波器用于对接地平板和放电针间的电信号进行检测，放电枪和耦合板位于电磁屏蔽装置内的一侧，真空管位于电磁屏蔽装置内的另一侧，与放电枪和耦合板有一定的距离。本发明能够进行电磁脉冲辐射环境下静电放电特性研究，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及静电放电试验装置技术领域。

背景技术

在航天领域，航天器(如人造卫星，空间站等)长期暴露在空间环境中，等离子体环境与航天器表面材料相互作用，使航天器表面积累电荷。由于航天器表面材料的介电性能、几何形状等存在差异，引起航天器表面之间、表面与深层之间以及表面与航天器接地之间存在电势差。当电势差达到击穿阈值时，将会发生电晕、弧光等静电放电，放电会对航天器表面材料造成氧化、腐蚀等损伤，此外，静电放电电磁脉冲可通过航天器线缆、结构等耦合进入电路，导致电子设备出现故障，威胁航天器的安全运行。

静电放电是指带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质产生电离而使带电体的静电电荷部分或完全消失的现象。影响静电放电特性的因素有很多，如电极结构、材料特性、周围环境等。由于材料特性、表面几何结构、侵蚀程度、光照强度及局部等离子体通量的差异，材料表面充电电位不同，电位差低则几十伏，高可达几十千伏。低电位敏感区域未达到击穿阈值，此时极间电场较弱，电子能量较低，碰撞使分子、原子处于亚稳态，碰撞电离概率较低，未引发放电。充电电位较高区域发生静电放电，产生的强电磁脉冲作用到低电位敏感区域，产生场强叠加效应，且电磁脉冲激发亚稳态的分子、原子电离，产生稠密等离子体，建立电离通道，诱发真空击穿。该诱发因素很可能发生在太阳电池阵等面积较大、结构复杂、材料种类多的裸露表面，导致航天器表面链式放电。

因此，开展电磁脉冲辐射对静电放电特性的影响研究，可为研究航天器静电放电特性提供参考，对于确保航天器的安全运行具有重要意义，在民用和国防领域均具有较好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电磁脉冲辐射环境下静电放电试验装置，能够进行电磁脉冲辐射环境下静电放电特性研究；为航天器电磁辐射环境下静电放电防护工程应用和建立航天器静电防护体系提供支撑，在民用和国防领域均具有较好的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种电磁脉冲辐射环境下静电放电试验装置，包括电磁辐射发生装置、电磁屏蔽装置、真空装置和放电检测装置；

所述电磁辐射发生装置包括电磁辐射模拟器、放电枪和耦合板，所述放电枪与电磁辐射模拟器连接，所述耦合板接地；

所述真空装置包括真空泵和与真空泵连接的真空管；

所述放电检测装置包括放电针、接地平板、电源S1、示波器、限流电阻R1、取样电阻R0和电容C1；所述限流电阻R1与放电针连接，放电针与电源S1一端连接，所述电源S1的另一端接地；所述接地平板与取样电阻R0一端连接，所述取样电阻R0的另一端接地；所述的电容C1与电源S1并联；所述放电针和接地平板位于真空管内；所述示波器的高压探头连接在限流电阻R1与放电针之间，示波器的电流探头连接在取样电阻R0和接地平板之间；

所述放电枪和耦合板位于电磁屏蔽装置内的一侧；所述真空管位于电磁屏蔽装置内的另一侧，与放电枪和耦合板有一定的距离。

进一步的技术方案，所述电磁辐射模拟器为静电放电模拟器，所述放电枪为静电放电枪。

进一步的技术方案，所述电磁屏蔽装置为内壁是吸波材料的中空壳体。