超高速碰撞产生电磁辐射是固体物质在强冲击作用下的重要物理响应。研究超高速碰撞产生的电磁辐射,涉及冲击动力学、固体物理、电磁学、光学、等离子物理、高压物理等多个学科领域。研究成果对理解超高速碰撞电磁辐射的形成机理、超高速碰撞产生等离子体与电磁辐射的关系、碰撞条件与电磁辐射频率的关系等方面都具有重要的理论意义。同时,研究超高速碰撞中产生的电磁辐射对评估空间碎片与航天器的碰撞、开展深空探测、评估武器系统毁伤都具有重要应用意义。本文通过实验测量和理论分析两个方面对超高速碰撞LY12铝靶产生的电磁辐射开展研究。超高速碰撞产生的电磁辐射具有辐射频域宽、持续时间短、电磁信号非线性非平稳等特点。针对上述特点,本文设计并建立了合理的实验系统,着重在可见光和微波频段开展超高速碰撞产生电磁辐射的研究。利用二级轻气炮加载LY12铝弹丸撞击LY12铝合金厚靶,分别使用光谱仪和高温计(由光电倍增管组成)对碰撞闪光的频域和时域信号进行测量,并通过每秒2亿幅的超高速相机对闪光过程进行拍照。采用实时频谱分析仪测量碰撞产生微波的频域信号,并分别使用自主设计的超外差接收机和宽频示波器测量高频和低频微波的时域信号。由于碰撞产生的电磁辐射与碰撞产生的等离子体密切相关,本文通过朗缪尔三探针和电荷测试装置对碰撞产生的等离子体特征参量进行了诊断。通过光谱仪得到了在200-2500nm波段内的闪光光谱,由闪光光谱可知:闪光强度与碰撞速度成指数关系,与碰撞角度的正弦成正比;通过高温计得到了闪光温度时程曲线,闪光温度碰撞瞬间急剧增大,随后出现峰值平台,而后缓慢衰减,并获得了闪光温度峰值、强闪光持续时间和碰撞速度、碰撞角度的变化关系;由朗缪尔三探针诊断碰撞产生等离子体的特征参量,获得了碰撞速度、碰撞角度对等离子体电子温度的影响规律。通过实时频谱分析仪得到了碰撞产生微波在26GHz内的频谱,实验结果表明:随碰撞速度、碰撞角度的增加,高频段微波辐射功率明显变大,低频段微波辐射功率变化不明显。采用超外差接收机和喇叭天线测量了高频(22.5GHz)微波的时域信号。微波时域信号由大量的电磁脉冲组成,碰撞速度越高、角度越大碰撞产生电磁脉冲的强度峰值越大。通过对高频微波时域信号进行希尔伯特黄变换(HHT),得到了碰撞产生微波的时频谱。在时域上,碰撞产生微波集中在碰撞起始阶段,微波信号强度随时间逐渐降低;在频域上,微波信号强度在碰撞起始阶段随频率增加而增大。使用宽频示波器和八木天线测量了低频(1GHz)微波的时域信号,碰撞速度对低频微波影响不明显。基于碰撞闪光和碰撞产生微波的实验结果,分析了超高速碰撞产生电磁辐射的三种机制:碰撞产生等离子体引起的电磁辐射、碰撞过程中材料破坏引起的电磁辐射、碰撞过程中热效应引起的电磁辐射。通过理论计算证实了碰撞闪光光谱中的线光谱源于等离子体的激发辐射,连续光谱源于碰撞过程中的热辐射。当碰撞速度较低时,碰撞过程中没有等离子体产生,此时,碰撞光谱中无线光谱成分,光谱主要由热辐射产生。结合实验提出了等离子体微波辐射模型,微波辐射功率的理论计算结果和实验结果符合较好,证实了微波辐射模型的有效性。碰撞过程中材料破坏可引起电荷分离,电荷分离产生电偶极子,电偶极子间放电会产生微波,微波以电磁脉冲的形式释放出来。通过理论分析得到:碰撞速度高于5.2km/s时,等离子体运动是超高速碰撞产生微波的主要机制;碰撞速度低于5.2km/s时,碰撞过程中材料破坏引起的放电是超高速碰撞产生微波主要机制。分析了热激发电子发射电磁波的理论模型,基于数值模拟得出:热辐射功率远低于实验得到的电磁辐射功率。