使用电感耦合放电装置和拍型明泡， 以氩-汞混合气体作为工作气体， 在低气压下点亮了无极灯。 利用发射光谱法， 研究了无极灯点灯5s时的电子温度和电子密度随轴向和径向位置的变化规律。 等离子体电子温度变化通过分析Ar原子425.9和750.4 nm谱线强度比值获得， 等离子体电子密度的变化通过分析Ar原子750.4 nm谱线强度变化得到。 实验发现泡体内的不同位置等离子体电子温度和密度不同。 当轴向距离增加时， 电子温度先缓慢增加后减少再迅速增加而后减少， 电子密度先迅速增加后快速减少再缓慢增加而后减少； 当径向距离增加时， 电子温度先增加到平稳区而后再增加， 电子密度逐渐减少。

设计、建造了一台不对称结构、分布式负载有界波电磁脉冲(EMP)模拟器(MDES-60).模拟器平行极板间区域长5 m,宽2 m,高1 m.测试结果显示模拟器工作空间电场幅值分布均匀、波形后沿基本无反射.表明通过缩小前过渡段的锥角、加宽下极板调整特性阻抗及采用分布式负载等措施取得了很好效果.配套不同的脉冲源,该模拟器可模拟IEC61000-2-9、Bell实验室、1976年出版物等多种脉宽标准的EMP波形,场强幅度范围15～60 kV/m,可用于短线缆响应实验或小型电子设备的考核效应实验.

研究了有界波电磁脉冲模拟器下短线缆效应的理论建模和实验方法.基于传输线模型计算了线缆在有界波电磁脉冲模拟器辐照下的电流响应.建立了有界波电磁脉冲模拟试验环境,其前沿时间小于5 ns,脉冲半高宽约200 ns.开展了短线缆的效应实验验证研究,短线缆负载端响应电流的测量和计算结果吻合得很好,表明应用改型有界波电磁脉冲模拟器开展短线缆效应实验在理论和实验上都是可行的.这种线缆实验方法具有效应实验空间电磁场分布规范均匀、参数指标可控、监测技术成熟等优点.

研究在高空核爆电磁脉冲(HEMP)的作用下,地面附近架高线缆感应瞬态电压、电流的传输线模型计算方法并进行比较.考虑到有耗地面的电气参数,列举了Agrawal和Taylor两种传输线理论模型的异同,应用格林函数求积分和叠加定理,分别采用两种模型,计算并比较了不同入射波和线缆布放状态下的电压、电流响应,以及各场分量(水平电场、垂直电场和水平磁场)单独存在时对电流、电压响应的贡献.结果显示,Agrawal和Taylor模型得到的电压、电流响应是一致的,可以考虑在有界波电磁脉冲模拟器中进行短线缆的效应实验;由于相同的场分量在不同的模型中对电压、电流响应的贡献并不相同,因此在阐述某一场分量对线缆响应贡献大小时,应该首先说明所采用的传输线模型.

由频域幅度谱数据重建时域脉冲波形,是电磁脉冲效应及传感器标定研究中经常遇到的问题.根据最小相位原理,利用倒谱技术,编程实现了从频域幅度谱数据构造相位信息,进而反演时域脉冲响应波形.对几类函数波形和一组实测高空核爆电磁脉冲(HEMP)波形的验证结果表明,HEMP波形、余(正)弦阻尼振荡波形等信号的重建波形与原始波形符合很好.对于非最小相位信号,重建波形的前(后)沿、峰值等细节参数有一定差别,但也能给出一些波形、累积能量、幅值量级等方面的标志信息.

主要研究在高空核爆的双指数类型电磁脉冲平面波入射时,地面附近的电磁脉冲环境.计算给出了在不同入射波状态,不同地表介质电气特性和距地面不同高度等条件下的电磁脉冲环境参数,归纳了一些规律性认识.结果显示:地面附近的电场会随距地面高度的不同而发生显著的变化,对于水平场分量,其反射场总是试图抵消入射场,而对于垂直场分量,其反射场叠加在入射场上,使得地面附近的垂直场强幅值一般大于入射波场强幅值;当入射波仰角增大时,合成电场波形的脉冲宽度会变宽;地表介质的电气特性参数不同也会对地面附近电场的波形和幅值造成一定的影响.

目前,国际上已有美军标、国际电工委员会、Bell实验室及各种学术出版物等各种高空核爆电磁脉冲波形标准.综述了这些标准,并从时域参数、频谱、归一化累积能流谱、总的能量密度等几方面研究其异同性.比较后认为,IEC61000-2-9和MIL-STD-461E表述的新标准要比1976年出版物波形和Bell实验室波形的频谱范围宽,对电子系统的小孔缝耦合效应稍强,但对多数效应物尤其是线缆引入的传导耦合,损伤程度则相对弱化.最后,分析了由于HEMP波形表述形式变化,给EMP模拟器和效应研究带来的影响和新动态趋势.