【摘 要】
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随着微电子技术的发展,大型和超大型集成化电路在各类航天电子设备中早已大范围应用,大大地提高了航空设备的科技水平,但电子设备若长期处于复杂的电磁环境中,强电磁脉冲会耦合到航天器零部件的电缆或电路中,损坏电子敏感设备或系统,使其无法正常工作。电子设备中某些薄弱部位在强电磁场环境下易发生放电现象。为了分析自然环境下强电磁场诱发放电的机理和规律,本文从理论分析、建模仿真、实验验证等方面详细分析了诱发放电参
【基金项目】
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河北省自然科学基金项目:空间电磁场诱发静电放电规律研究（E2019208443）； 河北省高等学科科学技术研究重点项目（ZD2021202）；
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随着微电子技术的发展,大型和超大型集成化电路在各类航天电子设备中早已大范围应用,大大地提高了航空设备的科技水平,但电子设备若长期处于复杂的电磁环境中,强电磁脉冲会耦合到航天器零部件的电缆或电路中,损坏电子敏感设备或系统,使其无法正常工作。电子设备中某些薄弱部位在强电磁场环境下易发生放电现象。为了分析自然环境下强电磁场诱发放电的机理和规律,本文从理论分析、建模仿真、实验验证等方面详细分析了诱发放电参数特性,并总结了诱发放电规律。主要研究工作具体如下:（1）根据流体动力学理论,建立针-板电极静电放电的基本仿真模型,得到的仿真结果与理论分析趋于一致,证明建模和仿真的有效性。并根据诱发放电理论在上述模型的基础上建立强电磁场诱发针-板电极静电放电的仿真模型,分析了有无强电磁场环境下静电放电的机理以及放电参数的变化特性。（2）针对外界环境因素对强电磁场诱发放电的影响,建立了静电电磁脉冲场入射方向、温度、残余环境等离子体等条件下静电放电电磁脉冲场诱发针-板电极放电的仿真模型。结果表明:外加强电磁场场强不变时,随着静电电磁脉冲场入射方向度数的增大,流注贯穿间隙的时间逐渐增长,显著提高了击穿电压阈值;伴随温度的提高,流注贯穿间隙的时间显著缩短;残余环境等离子体的存在,也会降低击穿电压的阈值。（3）为了解微波与带电粒子间的相互作用原理,采用粒子模拟方法,建立了电子回旋共振放电模型,详细解释了电子回旋共振放电条件,以及带电粒子与微波相互作用下粒子模拟方法的仿真流程,分析了不同外加静磁场与不同微波频率对电子运动的影响。（4）利用了静电放电电磁脉冲场诱发空气式静电放电的实验平台,以针-板电极为研究对象,研究了电极间距、静电放电模拟器输出电压与高压源电压等因素对诱发静电放电的阈值特性和诱发特性的影响,获得了不同针-板间距下静电放电电磁脉冲场诱发静电放电的规律。
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