本發(fā)明屬于電磁損傷效應(yīng)研究領(lǐng)域，主要涉及一種利用超寬譜高功率微波對(duì)電聲警報(bào)控制器進(jìn)行損傷效應(yīng)試驗(yàn)的方法。

背景技術(shù)：

人民防空警報(bào)發(fā)放控制系統(tǒng)是人民防空體系中的重要組成部分，對(duì)城市空防、人員疏散起著至關(guān)重要的作用。作為該系統(tǒng)的核心設(shè)備，電聲警報(bào)控制器在面臨電磁脈沖武器威脅時(shí)能否正常工作是必須要關(guān)心的問題，這就需要對(duì)其電磁損傷效應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)研究。

高功率微波一般指功率在100mw以上，頻率在300mhz～300ghz波段的微波。這種武器可以固定于地面，也可車載、艦載、機(jī)載或彈載，通過天線向目標(biāo)輻射強(qiáng)功率脈沖微波波束，也可發(fā)射一定重復(fù)頻率的連續(xù)脈沖?？啥啻位蛞淮涡允褂谩Ｖ灰β首銐虼?，用這種武器可攻擊空中、地面和地下各種武器裝備中的電子系統(tǒng)。從高功率微波武器所產(chǎn)生的微波脈沖的頻譜特性可將其分為窄帶（nb）和超寬帶（uwb）兩種，其中超寬譜高功率微波的特點(diǎn)是頻譜范圍寬（100mhz～10ghz），脈沖功率高（gw以上），上升前沿陡（亞納秒級(jí)），能量在頻域上相對(duì)分散。由于其占用頻帶非常寬，幾乎覆蓋了所有電子系統(tǒng)的工作頻段，所以當(dāng)其功率高達(dá)一定程度，不可避免地會(huì)對(duì)各類電子系統(tǒng)產(chǎn)生損傷。同時(shí)，其易通過目標(biāo)腔體上的孔縫耦合及連接線纜進(jìn)入腔體內(nèi)部，從而干擾甚至破壞其內(nèi)部的電子設(shè)備。

目前，對(duì)電子設(shè)備的電磁損傷效應(yīng)試驗(yàn)研究主要有兩種：輻照法和注入法。兩種方法基本原理比較成熟，研究的也很多。輻照效應(yīng)試驗(yàn)方法,最常用的有兩種:一是高等級(jí)試驗(yàn)方法；二是低等級(jí)試驗(yàn)方法。低等級(jí)試驗(yàn)主要模擬低于威脅等級(jí)幅度下的電磁脈沖(emp)波形,基于減少試驗(yàn)費(fèi)用或不能獲得威脅等級(jí)的emp,滿足“無損”測(cè)試的需要。對(duì)于線性系統(tǒng)而言,可以用低等級(jí)測(cè)試結(jié)果來標(biāo)定威脅等級(jí)場(chǎng)強(qiáng)下的測(cè)試數(shù)據(jù),其主要缺陷是難以評(píng)估高等級(jí)下非線性系統(tǒng)的性能。高等級(jí)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是:無論受試系統(tǒng)是線性系統(tǒng)還是非線性系統(tǒng),它都能驗(yàn)證受試系統(tǒng)能否承受規(guī)定的電磁威脅環(huán)境。該方法的缺點(diǎn)是難以控制波形的幅度和時(shí)間去精確模擬威脅波形,準(zhǔn)備和測(cè)試過程復(fù)雜,試驗(yàn)費(fèi)用高。注入法是將電流或電壓或兩者直接注入到系統(tǒng)的端口,以確定系統(tǒng)內(nèi)的器件產(chǎn)生失效或損壞時(shí)端口所需的激勵(lì)等級(jí),其優(yōu)點(diǎn)是所用試驗(yàn)設(shè)備不太復(fù)雜,測(cè)試比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)是不能模擬實(shí)際的自由場(chǎng)耦合,感應(yīng)的脈沖場(chǎng)波形受注入源的特性和耦合機(jī)理影響,不能適當(dāng)?shù)啬M威脅波形。

電聲警報(bào)控制器由控制器、電纜、信號(hào)接收天線組成，是一典型的非線性系統(tǒng)。高等級(jí)輻照試驗(yàn)中該系統(tǒng)耦合通道多樣，包括天線、連接線纜、供電電纜、主機(jī)面板孔縫等耦合通道；超寬帶高功率微波影響參數(shù)復(fù)雜，包括輻照角度、極化方向、連接線纜處理方式以及重復(fù)頻率等因素?，F(xiàn)有試驗(yàn)方法無法直接應(yīng)用于該設(shè)備電磁易損性考核評(píng)估，尚缺乏明確、清晰、可重復(fù)的試驗(yàn)方法和操作步驟，因此，研究一套專門針對(duì)超寬譜高功率微波對(duì)電聲警報(bào)控制器的電磁損傷效應(yīng)試驗(yàn)方法非常必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種利用超寬譜高功率微波對(duì)電聲警報(bào)控制器進(jìn)行損傷效應(yīng)試驗(yàn)的方法，其基于輻照法，利用超寬譜高功率微波對(duì)電聲警報(bào)控制器的進(jìn)行損傷效應(yīng)試驗(yàn)，具有操作性強(qiáng)、步驟清晰、科學(xué)合理等特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)如上所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：

首先在試驗(yàn)前，將電聲警報(bào)控制器置于測(cè)試區(qū)域,信號(hào)接收天線置于室外開闊場(chǎng)地，二者通過專用電纜進(jìn)行連接；連接好后，打開設(shè)備電源開關(guān)，設(shè)置為遙控報(bào)警狀態(tài)，接收由中央站發(fā)出的遙控指令；當(dāng)接收到其信號(hào)時(shí)，對(duì)應(yīng)指示燈亮，試驗(yàn)人員通過觀察電聲警報(bào)控制器的工作狀態(tài)變化來判別其損傷情況；

所述超寬譜高功率微波對(duì)電聲警報(bào)控制器的損傷效應(yīng)試驗(yàn)按照以下步驟進(jìn)行：

a1:設(shè)置電聲警報(bào)控制器正對(duì)輻射微波，連接線纜設(shè)置為暴露于輻射場(chǎng)中，對(duì)微波輻射系統(tǒng)設(shè)置重復(fù)頻率為單次，對(duì)其進(jìn)行輻照，極化方式為水平極化，改變輻射距離的遠(yuǎn)近和輻射方向偏離輻射中心的程度來改變效應(yīng)物處的場(chǎng)強(qiáng)大小，觀察其對(duì)損傷效應(yīng)結(jié)果的影響，記錄下其出現(xiàn)干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

a2:設(shè)置電聲警報(bào)控制器側(cè)對(duì)輻射波，其他設(shè)置同步驟a1，確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

a3:設(shè)置電聲警報(bào)控制器背對(duì)輻射波，其他設(shè)置同步驟a1,確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

a4:改變極化方式為垂直極化,其他設(shè)置為步驟a1～a3中使電聲警報(bào)控制器最易受干擾的微波輻射系統(tǒng)設(shè)置和樣本設(shè)置，確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

a5:將連接線纜設(shè)置為隱藏于吸波材料中，其他設(shè)置為步驟a1～a4中使電聲警報(bào)控制器最易受干擾的微波輻射系統(tǒng)設(shè)置和樣本設(shè)置，確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

a6:選取步驟a1～a5中使樣本1最易受干擾的微波輻射系統(tǒng)和電聲警報(bào)控制器設(shè)置進(jìn)行試驗(yàn)，依次增加重復(fù)頻率，確定電聲警報(bào)控制器受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值，即為電聲警報(bào)控制器的干擾閾值；

a7:按照步驟a6對(duì)應(yīng)的微波輻射系統(tǒng)和電聲警報(bào)控制器設(shè)置，改變輻射距離的遠(yuǎn)近和輻射方向偏離輻射中心的程度來改變電聲警報(bào)控制器處的場(chǎng)強(qiáng)大小，觀察電聲警報(bào)控制器工作情況，記錄下其出現(xiàn)擾亂、毀傷時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值，即為電聲警報(bào)控制器的擾亂、毀傷閾值。這樣，就確定了電聲警報(bào)控制器損傷（干擾、擾亂和毀傷）閾值；

a8:更換樣本，重復(fù)步驟a1～a7；

a9:綜合比較分析步驟a1～a8所記錄下的試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定受試樣本的損傷閾值范圍；最后通過一定的數(shù)學(xué)方法處理確定超寬譜高功率微波對(duì)該型電聲警報(bào)控制器的損傷閾值范圍；

采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)越性：

本發(fā)明所述的電聲警報(bào)控制器電磁易損性試驗(yàn)方法，利用超寬譜高功率微波輻射系統(tǒng)直接輻照電聲警報(bào)控制器，試驗(yàn)過程中通過調(diào)節(jié)輻射系統(tǒng)工況參數(shù)、天線極化方式、電聲警報(bào)控制器受照角度、連接線纜處理方式等保證了易損性數(shù)據(jù)的科學(xué)合理、真實(shí)可靠。本發(fā)明具有條理清晰、針對(duì)性強(qiáng)和易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

首先在試驗(yàn)前，將電聲警報(bào)控制器置于測(cè)試區(qū)域，本實(shí)施例中的電聲警報(bào)控制器采用jdsk-ew型電聲警報(bào)控制器。信號(hào)接收天線置于室外開闊場(chǎng)地，二者通過專用電纜進(jìn)行連接；連接好后，打開設(shè)備電源開關(guān)，設(shè)置為遙控報(bào)警狀態(tài)，接收由中央站發(fā)出的遙控指令；當(dāng)接收到其信號(hào)時(shí)，對(duì)應(yīng)指示燈亮，試驗(yàn)人員通過觀察電聲警報(bào)控制器的工作狀態(tài)變化來判別其損傷情況；

所述超寬譜高功率微波對(duì)電聲警報(bào)控制器的損傷效應(yīng)試驗(yàn)按照以下步驟進(jìn)行：

a1:設(shè)置電聲警報(bào)控制器樣本1正對(duì)輻射微波，所述的超寬譜高功率微波波主頻帶為300mhz～1.5ghz，脈沖寬度為0.6ns～4ns，脈沖前沿小于400ps，后沿小于300ps，源輸出脈沖最高達(dá)到1gw，輸出電場(chǎng)強(qiáng)度距離積達(dá)到500kv，重復(fù)頻率1～100hz可調(diào)。連接線纜設(shè)置為暴露于輻射場(chǎng)中，對(duì)微波輻射系統(tǒng)設(shè)置重復(fù)頻率為單次，對(duì)其進(jìn)行輻照，極化方式為水平極化，改變輻射距離的遠(yuǎn)近和輻射方向偏離輻射中心的程度來改變效應(yīng)物處的場(chǎng)強(qiáng)大小，觀察其對(duì)損傷效應(yīng)結(jié)果的影響，記錄下其出現(xiàn)干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

所述的場(chǎng)強(qiáng)峰值為測(cè)量信號(hào)峰值電壓、接收天線靈敏度、信號(hào)傳輸系統(tǒng)（衰減器、傳輸電纜）增益的函數(shù)：

表1為具體的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果。

表1a1步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a2:設(shè)置樣本1側(cè)對(duì)輻射波，其他設(shè)置同步驟a1，確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

表2a2步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a3:設(shè)置樣本1背對(duì)輻射波，其他設(shè)置同步驟a1,確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

表3a3步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a4:改變極化方式為垂直極化,其他設(shè)置為步驟a1～a3中使樣本1最易受干擾的微波輻射系統(tǒng)設(shè)置和樣本設(shè)置，確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

表4a4步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a5:將連接線纜設(shè)置為隱藏于吸波材料中，其他設(shè)置為步驟a1～a4中使樣本1最易受干擾的微波輻射系統(tǒng)設(shè)置和樣本設(shè)置，確定該設(shè)置下受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值；

表5a5步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a6:選取步驟a1～a5中使樣本1最易受干擾的微波輻射系統(tǒng)和電聲警報(bào)控制器設(shè)置進(jìn)行試驗(yàn)，依次增加重復(fù)頻率,所述的不同重復(fù)頻率包括單次、1hz、2hz、5hz、10hz、20hz、100hz。確定樣本1受干擾時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值，即為樣本1的干擾閾值；

表6a6步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a7:按照步驟a6對(duì)應(yīng)的微波輻射系統(tǒng)和樣本1設(shè)置，改變輻射距離的遠(yuǎn)近和輻射方向偏離輻射中心的程度來改變樣本1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，觀察樣本1工作情況，記錄下其出現(xiàn)擾亂、毀傷時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低場(chǎng)強(qiáng)峰值，即為電聲警報(bào)控制器的擾亂、毀傷閾值。這樣，就確定了樣本1損傷（干擾、擾亂和毀傷）閾值；

表7a7步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a8:更換樣本，重復(fù)步驟a1～a7；

表8a8步驟的測(cè)量及計(jì)算結(jié)果

a9:綜合比較分析步驟a1～a8所記錄下的試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定受試樣本的損傷閾值范圍；最后通過一定的數(shù)學(xué)方法處理確定超寬譜高功率微波對(duì)該型電聲警報(bào)控制器的損傷閾值范圍。

表9警報(bào)發(fā)放控制器的損傷閾值范圍