进入电器时代以来,电磁脉冲的防护一直备受关注,对于电磁脉冲防护一般采用气体火花间隙作为防护手段。通常将气体放电管作为防护设备的第一级,PCB火花间隙作为第二级防护措施。通过两级防护抑制电磁脉冲,以达到对设备的电磁脉冲的防护作用。火花间隙不仅能够作为雷电等电磁脉冲防护的有效手段,同时还能用于对电子电路等设备的静电放电的防护。本课题以气体火花间隙的电磁脉冲响应特性建模为研究目标,通过在一定大气环境下不同波形电磁脉冲作用于不同物理参数特性的气体火花间隙的响应特性实测数据,统计分析出电磁脉冲下气体火花间隙的放电规律,优化PCB气体火花间隙的设计方法。其研究内容包括：电磁脉冲下气体放电的响应特性与统计规律研究。通过电磁脉冲发生器,产生不同类型电磁脉冲,测试气体放电管的响应特性,并对测试结果进行统计分析。实验中通过相同矩形电磁脉冲的作用,获取气体放电的响应时间波形,用数学分析等手段,归纳出其响应特性,并以大量实验得到的气体放电响应时间为依据,统计分析获得其分布特性。通过一系列的实验研究和分析,最终得到气体火花间隙在纳秒级电磁脉冲作用下的时间响应服从正态分布的结论,该结论能够对电磁脉冲防护电路以及静电放电防护电路的设计提供参考依据。PCB气体火花间隙的全波仿真及结构优化设计研究。对PCB火花间隙结构进行了全波仿真,模拟气体击穿过程中火花间隙的工作原理。研究PCB气体火花间隙放电特性与结构和材料特性的关系。研究不同的结构特性,例如齿状地、交指地、渐变地等结构,在电磁脉冲激励下的尖端电压分布情况,讨论对气体击穿所需的电压和响应时间的影响；研究不同的传输线材料,例如碳、聚合物、银、金等材料或其组合,对气体击穿电压和响应时间的影响。通过计算电磁学仿真分析和实验测试方法,探索低击穿电压、快速响应、对地电容较低的PCB火花间隙的设计原理与设计方法。