强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究院)，西安 710024
将基于MPI平台的并行时域有限差分(FDTD)方法与基于完全磁导体(PMC)镜像法相结合，并结合CST模拟软件，模拟给出分布式负载垂直极化有界波电磁脉冲(EMP)的外泄场(包括侧泄场和后泄场)的分布规律。模拟结果与实验结果符合得很好。研究表明：在高度方向上，地面附近的外泄场峰值最大，但远离模拟器时，在1.5 m高的高度范围内，外泄场的峰值差别不大；不管采用何种双指数脉冲源，距离模拟器边缘位置比较近的测点在传输线段的侧泄场的幅值大于分布式负载段侧泄场的幅值，且两者都大于分布式负载末端的后泄场幅值，但随着测点与模拟器边缘的垂直距离的增加，分布式负载段的后泄场可能会比侧泄场大；对于电压峰值相同的双指数激励源而言，所含的高频分量越多，在一定范围内，从其分布式负载末端外泄的后泄场更大；模拟器下方大地的电导率增加，模拟器的外泄场增加。
分布式负载 有界波 模拟器 电磁脉冲 外泄场 distributed load bounded wave simulator electromagnetic pulse(EMP) leakage field 强激光与粒子束
2020, 32(5): 055002
1 强脉冲辐射环境与效应国家重点实验室(西北核技术研究所), 西安 710024
2 西安交通大学 电子与信息工程学院, 西安 710049
3 清华大学 工程物理系, 北京 100084
利用时域奇异值分解(SVD)技术对并行时域有限差分(FDTD)方法计算得到的分布式负载平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器内的场进行模式分析,给出有、无效应物时模拟器内场的3个主要模式(即TEM,TM1和TM2模)奇异值的变化及该奇异值随效应物的位置及高度的变化规律.研究结果表明:电磁波在模拟器中传播时,其主模TEM模的高频分量在衰减;效应物越靠近源时测试点场的3个主要模式所对应的奇异值变化越大;且当效应物的高度与所在位置处两极板距离之比小于等于60%时,效应物附近位置处场的TEM模对应的奇异值会出现两个极大值点,两点的水平间距与效应物的水平尺寸相当.
分布式负载 平行板 有界波 并行FDTD distributed terminator parallel plate bounded wave parallelized FDTD SVD SVD 强激光与粒子束
2015, 27(7): 075001
1 西北核技术研究所 强脉冲辐射环境与效应国家重点实验室， 西安 710024
2 西安交通大学 电子与信息工程学院， 西安 710049
将并行时域有限差分方法用于分布式负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟，并给出模拟器的尺寸参数对工作空间半高处几个测试点场的影响。研究结果表明：与源在x轴向距离上越靠近的点，其电场的上升沿越小；模拟器传输线最大宽度和最大高度之比为2，且下金属板宽度与传输线最大宽度相同时，测试点场的上升沿较小，半高宽较大；随着传输线在x方向投影长度的增加，与源位置x轴向等距离的测试点场的峰值增大，场的上升沿减小，但减小的量趋于平缓。且同轴线馈电时得到的各测试点场脉冲的上升沿要比直接加平面电场源的方式更大一点，半高宽则要小一点，但两者波形相似。
分布式负载 平行板 有界波 电磁脉冲模拟器 并行有限时域差分 distributed terminator parallel plate bounded wave electromagnetic pulse simulator parallelized finite-difference time-domain 强激光与粒子束
2014, 26(3): 035001
1 清华大学,电机工程与应用电子技术系,北京,100084
2 西北核技术研究所,西安,710024
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.
有界波电磁脉冲模拟器 分布式负载 不对称结构 电磁脉冲波形标准 强激光与粒子束
2006, 18(10): 1669
