[实用新型]地面核爆炸电磁脉冲复合环境模拟系统

说明书

本实用新型公开了一种地面核爆炸电磁脉冲复合环境模拟系统，系统包括磁场控制电路、电场控制电路和磁场线圈，磁场控制电路经第一延时电路与磁场线圈一端连通，控制磁场线圈内产生脉冲磁场环境，磁场线圈另一端依次经罗氏线圈、信号采集电路、信号调理电路、第二延时电路与电场控制电路连通，在磁场线圈内部产生均匀场试验空间，辐射天线包围均匀场试验空间，电场控制电路与辐射天线连接，在辐射天线空间内产生脉冲强电场环境。本实用新型真实有效模拟地面核爆炸产生的电磁脉冲电场和磁场辐射环境，实现地面核爆炸电磁脉冲复合场环境模拟。

技术领域

本实用新型涉及电磁环境模拟领域，具体涉及一种地面核爆炸电磁脉冲复合环境模拟系统。

背景技术

由于爆炸环境的极度不对称性，核武器地面爆炸时，能在地表产生磁感应强度峰值达数百高斯、脉冲持续时间达到毫秒级、主能谱范围在10Hz～100kHz之间的低频低阻抗脉冲强磁场，其产生的电场上升时间10~100ns、半波宽度1ms、强度高达100kV/m。地面核爆炸电磁脉冲具有强度高、能量大、频率低、持续时间长等特点，不仅能够直接对暴露在辐射场内的电磁敏感设备造成严重损伤，而且对岩土介质的穿透能力极强，能够穿透防护结构层进入到工程内部，干扰或损伤工程内部的电子设备和系统，对所有辐射范围内的设备均构成了严重威胁。因此，研究地面核爆炸电磁脉冲的效应及其防护技术非常重要。

然而，目前对地面核爆炸电磁脉冲电场或磁场的研究相对较少，且不够系统。对地面核爆炸电磁脉冲磁场的研究已有相关报道，但研究仅限于小型的设备或器件，缺乏大尺寸模拟源相关研究；而对于地面核爆炸电磁脉冲电场的研究尚未见到公开报道。特别的，对于电磁脉冲电场和磁场复合效应研究也未涉及。根据电磁场传播理论，电场和磁场是同时存在同时作用的，但考虑到远场环境下电场和磁场需满足固定阻抗关系，这使得实际电磁场复合环境的模拟不太现实。然而，对于地面核爆炸源区而言，其电磁场环境十分复杂，并不存在严格意义上的固定阻抗关系，其电场和磁场环境可以单独模拟同时存在，这为模拟地面核爆炸源区电磁脉冲复合环境提供了可能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种地面核爆炸电磁脉冲复合环境模拟系统，该系统保证真实有效模拟地面核爆炸产生的电磁脉冲电场和磁场辐射环境，实现地面核爆炸电磁脉冲复合场环境模拟。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种地面核爆炸电磁脉冲复合环境模拟系统，其特征在于包括磁场控制电路、电场控制电路和磁场线圈，所述磁场控制电路经第一延时电路与磁场线圈一端连通，控制磁场线圈内产生脉冲磁场环境，磁场线圈另一端依次经罗氏线圈、信号采集电路、信号调理电路、第二延时电路与电场控制电路连通，磁场线圈内部设置均匀场试验空间，磁场线圈内还设置平行线式辐射天线，其中辐射天线包围均匀场试验空间，电场控制电路与辐射天线连接，在辐射天线空间内产生脉冲强电场环境。

对上述方案作进一步的补充说明，所述的电场控制电路包括高压充放电控制电路、直流高压充电电源、储能电容器组、高压放电开关、高功率负载和辐射天线，所述高压充放电控制电路包括充电控制电路和放电控制电路，充电控制电路通过控制线路连接直流高压充电电源控制充电电源的通断，放电控制电路通过控制线路连接高压放电开关以控制放电开关的通断完成放电过程；储能电容器组将电源能量储存，并利用高压放电开关的接通向辐射天线释放能量，从而在辐射天线空间内产生需要的脉冲强电场环境；高功率负载对释放能量的吸收，防止能量过大造成设备损坏。

对上述方案作进一步的补充说明，所述脉冲强电场主要指标为：辐射场为双指数脉冲信号，脉冲上升沿不大于100ns，脉冲半高宽可调整至不小于1ms，电场强度可调整至不小于100kV/m。