对电子系统强电磁环境实验效应检测技术研究现状进行了系统的研究分析，提出通过对内部电路节点电压信号实时监测实现无人机电子系统强电磁环境效应检测判断的方法。设计了以阻抗变换和电光转换电路为核心的光纤输出型电压探头，实现1 MΩ高输入阻抗、DC – 450 MHz带宽、数百m传输距离等技术要求。在无人机系统强电磁脉冲环境实验中利用所设计的电压探头实现了无人机舵机、飞控、链路等电路节点工作电压信号波形的远程监测，获取了无人机电路节点耦合的电压脉冲波形。

针对高功率超宽谱短电磁脉冲（UWB-SP）电场标准装置的可溯源性和不确定度进行了研究,完成了UWB-SP电场标准的溯源和不确定度评定。分析了向脉冲参数标准、S参数标准、长度标准等参量标准溯源的可行性,实现了通过间接量的溯源得到标准装置的不间断溯源链。研究建立了标准装置的电场不确定度评估模型,针对脉冲源输出电压不确定度、脉冲传输不确定度、标准装置机械工艺及装配不确定度等不确定度分量进行了评定,并对各不确定度分量进行了合成,得到了标准电场的合成扩展不确定度为8.4%。

研究了超宽谱脉冲电场产生装置的馈电结构, 分析了不同结构参数下馈电点不连续性及其时域响应特性, 测试得到了馈电插针在不同插入深度下装置的阻抗匹配特性, 结合理论计算和时域有限差分法获取了不同参数下的馈电点处脉冲响应特性, 并与实测数据进行了比对。结果表明, 当控制馈电结构插针深度为10 mm时, 其对脉宽0.3~1.5 ns范围内单双极激励脉冲电压反射系数不大于4%。利用D-dot传感器测试了单锥内场脉冲电场波形, 结果显示, 在单锥TEM室有效时间窗口内, 脉冲激励波形与脉冲场测试波形基本一致。

针对目前超宽谱短脉冲电场测量传感器标定问题，研制了以镜面单锥结构为核心的超宽谱短脉冲电场标准装置，用于超宽谱短脉冲测量传感器校准。该标准装置内部的电场分布可基于结构参数、麦克斯韦方程及激励脉冲解析给出。通过理论分析和数值分析验证了该技术路线的可行性。完成了标准装置的机械工艺设计及加工，并进行了测试。测试结果表明: 研制的标准装置在馈电处电压反射系数小于4%; 内部电场波形与激励波形一致，且电场幅度分布与严格理论结果偏差小于6%。

对一种短偶极子类小型短电磁脉冲传感器进行了研究，分析了传感器电容、有效面积与结构参数之间的解析关系，给出了传感器的工作原理。根据应用需求设计了不同带宽的该类传感器，并对其波形保真性和有效面积进行了数值分析，仿真结果表明: 经传感器接收并还原所得场波形与激励电场波形几乎完全重合，传感器有效面积与理论分析结果偏差小于1%。对传感器的焊接、定位和对轴等制作工艺进行了研究，完成了传感器样品的制作。利用单锥TEM室对传感器的波形保真性和有效面积进行了实验测试，测试结果表明: 设计制作的传感器样品可以很好地恢复待测脉冲电场的波形和幅度，两支传感器样品的有效面积实测结果与解析计算结果较为一致，偏差分别小于4%和7%。

针对恒阻抗TEM喇叭的上下面板电流分布不对称，采用小反射理论和阻抗渐变思想并通过设计脊结构对恒阻抗TEM喇叭进行了改进，研制了加脊TEM喇叭。仿真及实验研究结果表明：对于脉冲宽度约为1 ns的高斯脉冲，通过加脊在一定程度上改善了恒阻抗TEM喇叭上下面板电流分布的不对称性和E面辐射电场的不对称性；相对于相同口径的恒阻抗TEM喇叭，加脊TEM喇叭作为辐射天线和反射面脉冲天线馈源时系统的主轴远场辐射因子均有提高。

基于传输线理论分析给出了TEM喇叭在高斯脉冲激励下的响应方程，并采用数值计算方法，从响应波形的下降沿拖尾振荡相对基线的浮动量和负峰下冲量的角度研究了在高斯脉冲及其微分形式脉冲激励下，TEM喇叭的响应特性与其张角的依赖关系。基于以单锥TEM室为核心的时域测试系统，实验研究了TEM喇叭的短电磁脉冲响应特性随张角的变化关系，结果表明：对于底宽1 ns微分高斯脉冲，随着张角从8°增大至20°，TEM喇叭响应波形的负峰下冲量由约1.0%增大到约3.6%，实验结果与理论分析和数值计算结果一致。