通信天線對雷電電磁脈沖的響應(yīng)特征與防護(hù)研究.pdf

1、雷電電磁脈沖（lightning electromagnetic pulse，LEMP）幅值高、影響面積廣，是一種具有較高危害的電磁干擾。通信天線作為電磁信號接收裝置是前門耦合的重要途徑，常因引入LEMP造成電子設(shè)備損壞、信息傳播中斷等現(xiàn)象。研究通信天線的LEMP響應(yīng)對指導(dǎo)天線設(shè)計(jì)具有重要價(jià)值。目前，針對天線的電磁脈沖響應(yīng)研究集中于核電磁脈沖(NEMP)且研究方法主要集中于數(shù)值計(jì)算。為此，本文通過搭建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯νㄐ盘炀€的LEMP電磁響應(yīng)

2、開展實(shí)驗(yàn)研究。
　　首先介紹了雷電的產(chǎn)生機(jī)理并通過建立雷電回?fù)敉ǖ滥Ｐ颓蠼饬嘶負(fù)敉ǖ乐車妮椛潆姶艌鲆源苏f明了LEMP的由來并且介紹了雷擊水平與彎曲導(dǎo)線時(shí)的輻射電磁場。
　　其次，基于天線輻射基本理論，搭建了實(shí)驗(yàn)室模擬LEMP輻射試驗(yàn)裝置，分別從時(shí)域、頻域以及時(shí)頻聯(lián)合角度分別對線天線（天線1、2）與寬帶天線（天線3）的LEMP的響應(yīng)進(jìn)行研究。通過研究雷電流幅值與天線耦合信號的關(guān)系，剔除了實(shí)驗(yàn)異常數(shù)值。然后通過自然延拓、集總經(jīng)

3、驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD)以及相關(guān)系數(shù)法相結(jié)合的方法改進(jìn)了HHT(Hilbert Huang Transform)，抑制了端點(diǎn)效應(yīng)與模態(tài)混疊的同時(shí)提純了各固有模態(tài)分量(Intrinsic Mode Component，IMF)，增強(qiáng)了HHT時(shí)頻譜及邊際譜的可信性。結(jié)果表明:模擬LEMP照射下，所研究天線的響應(yīng)波形具有阻尼振蕩特征且信號幅值、能量與模擬雷電流幅值之間是

4、線性正相關(guān)的。在時(shí)域，天線1、2的響應(yīng)信號的主要能量分別集中于2μs與2.41μs，天線3則集中于1.2μs內(nèi)。由HHT譜，天線1與天線2的低頻(小于2MHz)信號具備全域性，其高頻信號（大于2MHz）能量在0.5～1μs最強(qiáng)，這與天線3相似，但天線3無明顯的低頻分布。由邊際譜，天線1～3的典型特征頻率分別為:0.35MHz、0.25MHz和7.26MHz。
　　最后，以線天線為例，提出使用暫態(tài)抑制二極管(Transient Vo