雷电瞬态电磁场辐射特性及其抑制方法的研究

论文摘要

针对探究雷电瞬态电磁场的辐射特性及其抑制方法的这一问题,本文建立雷电瞬态电磁辐射模型,将其等效为雷电通道,探究影响辐射强度的参数和辐射特性;利用雷电冲击平台模拟雷电通道产生的雷电流,并用架空线缆耦合接收雷电电磁脉冲,得出耦合雷电电磁脉冲的规律,探究感应雷电过电压的能量幅值特征;模拟雷电作用对晶体管等元件进行冲击试验,得出在电子器件上雷电过电压的抑制方法及防雷工程中采取的防雷措施,为雷电电磁脉冲的辐射、耦合以及抑制的研究奠定基础。得到以下结论:(1)瞬变电磁发射系统中辐射强度与线圈参数(包括匝数、面积)以及电流频率有关。对于发射线圈的尺寸选择越大越好,其他条件不变的情况下通过适当减少线圈的匝数可以增加辐射距离。在选择发射电流脉冲的频率时,低频效果较好,器件的配合度高,其辐射距离也相对更远。验证时利用棒状天线能够成功耦合到电磁发射系统脉冲而产生正弦电压波形。(2)利用雷电冲击平台产生的脉冲对架空线进行耦合,其得到的雷电电磁波产生的过电压的值不仅跟雷电流的幅值大小有关,而且与架空线的长度也有关。架空线缆越长,所能耦合到的雷电电磁波的电压和能量也就越大。(3)雷电过电压冲击晶体管能造成其损坏的主要原因是热不稳定型二次击穿。瞬态抑制二极管并联在受雷电电压冲击的晶体管两端可以有效保护晶体管,明显提高晶体管的耐受雷电电压的冲击水平。(4)在实际的放大电路中,虽然外加电压降低了晶体管的耐受水平,但是在有瞬态抑制二极管并联保护的晶体管中,它的耐受水平依然高于无保护时的耐受水平。瞬态抑制二极管可以被应用到实际电路中对晶体管进行并联保护。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的与意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 瞬变电磁辐射
•     1.2.2 瞬态电磁场与架空传输线耦合机理
•     1.2.3 晶体管器件损坏机理
•   1.3 本文主要研究内容
• 第二章 瞬态电磁场辐射特性
•   2.1 雷电瞬态电磁场辐射试验
•   2.2 瞬态辐射场中磁偶极子理论
•     2.2.1 瞬态辐射场中磁偶极子的辐射理论
•     2.2.2 磁偶极子形成的电磁场频率域特性
•   2.3 雷电瞬变电磁场辐射试验模型建立
•     2.3.1 时序电路构成
•     2.3.2 驱动电路构成与测试
•     2.3.3 桥电路与发射线圈
•   2.4 雷电瞬变辐射模型耦合分析
•   2.5 辐射模型中辐射强度影响分析
•   2.6 本章小结
• 第三章 电磁场辐射耦合试验
•   3.1 架空线耦合雷电电磁波分析
•     3.1.1 架空传输线的耦合
•     3.1.2 电磁脉冲对电缆的耦合
•     3.1.3 瞬态电磁场耦合试验模型建立
•   3.2 辐射耦合试验数据分析
•   3.3 本章小结
• 第四章 瞬态雷电压作用下晶体管损坏机理及保护措施
•   4.1 晶体管击穿理论
•   4.2 瞬态雷电压作用下晶体管击穿试验分析
•     4.2.1 晶体管击穿试验
•     4.2.2 晶体管击穿结论
•   4.3 瞬态雷电压作用下晶体管击穿保护试验分析
•     4.3.1 晶体管击穿保护试验
•     4.3.2 晶体管保护试验结论
•   4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
•   5.1 主要结论
•   5.2 论文创新点
•   5.3 存在的问题与展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 万治成

导师: 李祥超

关键词: 雷电瞬态场模型,辐射,耦合,抑制

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 南京信息工程大学

分类号: P427.3

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000234

总页数: 56

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