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[摘 要]信息化进程的快速发展,让信息与通信系统的作用越来越突出,但是同时也伴随着面临越来越大的电磁危害。信息的控制权主要是为了对“制电磁权”进行争夺,而且在进行争夺的整个过程中,甚至还会利用到电磁干扰器,例如:使用核电磁脉冲以及电磁脉冲弹等一些手段来向对方进行进攻,让对方的各种电子设备在短期内处于瘫痪状态。因此,信息与通信系統在未来的发展过程中一定要具备足够强的抗电磁脉冲的能力,才能更好的促进通信与信息系统的发展。所以,本文主要针对信息与通信系统抗强电磁脉冲方法与技术进行详细的分析,以供参考。
[关键词]信息与通信系统;抗强电磁脉冲;技术
中图分类号:TN975 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)41-0391-01
1、电磁脉冲的主要含义
电磁脉冲主要指的是一种快速发生电磁的现象,并迅速的产生电磁场变化在空间中进行有效的传播。一般情况下太阳在有黑子运动和发生雷电的前提下,会快速的产生电磁脉冲,这种电磁脉冲属于自然界的一种现象,会对人们的通讯设施造成一定的影响。人为产生的电磁脉冲主要指的是核爆炸等物品产生的辐射,这种电磁脉冲持续的时间会比较的短,但是波及的范围会比较大,而且能量与频率的范围也非常的宽。电磁脉冲的时长所产生的波形通常是一种陡峭前沿、脉宽较窄的形状,频谱覆盖的范围会比较的宽,如果利用不同的导体对不同的电子设备进行能量的传输,那么会对电子设备功能的正常使用造成一定的干扰,情况严重的时候还会导致电子设备的磁性存贮器消磁或失真,使重要的信息丢失。此外,电磁脉冲还会与飞机、导弹等一些武器和屏蔽体的外壳金属之间产生一定的电流,严重影响电子的元件以及线路,所以,通过上述内容可知,电磁脉冲会严重影响电子设备的正常运行,它不仅会严重干扰电子信息系统,还会带有强大的破坏能力,对通信与信息系统造成一定的破坏。
2、电磁脉冲所带来的危害
电磁脉冲作为“反电子设备高功率微波先进导弹工程”研究项目的一部分,美国空军正在把闲置的巡航导弹改建为对计算机的大规模性干扰武器,它的目的主要是为了对城市进行非致命电子攻击,CHAMP导弹在发射后可以飞过人口比较密集的地方,并在攻击目标的时候会发射出非常强大的微波能量。这种导弹的攻击效果可以完全等同于高空核爆炸时产生的电子脉冲的效果,只是威力会比高空核爆的威力略小一些,不过CHAMP导弹对目标的定位的准确度是非常高的,而且在目标的定位精度上也得到了非常大的进步。根据美国有关媒体报道可知,美国这方面的研究专家已经在2015年中旬的时候,就对这项先进的技术进行了充分的掌握,并且可以与联合防区外空地导弹进行有效的配合与部署,所以CHAMP导弹的使用会为战争面貌进行很大的改变,同时它也是战争中的一种新型的先进武器。
3、电磁脉冲武器主要的毁伤途径
根据毁伤系统对电磁脉冲的接受程度可以看出,电磁脉冲武器的主要毁伤途径有前门耦合与后门耦合两种,把电磁脉冲的能量与目标中的电子系统进行有效的耦合,这样可以对目标系统产生一定的毁伤效应,进而实现毁伤的目的。前门耦合主要指的是利用目标的天线与传输线等一些媒质线性进行能量的传输,然后在耦合到目标的接收与发射系统中,通常主要会用在通信设备的有关天线等部位;后门耦合主要指的是利用目标的缝隙与孔洞等媒介将能量耦合到系统中,这种情况一般会发生在电磁炸弹中电磁场在固定布线和电缆上快速产生的巨大电流的时候。
4、通信与信息系统抗强电磁脉冲技术与一些有效的方法
4.1 电磁能量选择表面
电磁能量选择表面主要指的是在对场致导电或压控导电进行结构设计的时候所使用的电磁防护材料,它的激励源主要是以空间电磁能源为主,通过对材料的电磁特性或结构的阻抗特性进行实时改变,来实现能量选择表面对电磁波的传输特性的改变。能量选择表面是周期性的结构,而且每段周期都是由很多导向与二极管串联而成的,如果磁场的作用比较强烈的话,那么能量选择表面会迅速的由高阻态转变为低阻态,进行信号的有效屏蔽;如果磁场的作用比较弱的话,那么能量选择表面会因为磁场强度不够而由高阻态转换成低阻态,让信号正常发送。
4.2 等离子体电磁脉冲防护技术新型吸波材料
对方在进行强电磁场有效防护的时候,会对我方的信号发送与接收造成一定的影响,如果是能量选择表面在进行对电磁脉冲进行防护的时候,那么屏蔽材料那些脉宽比较窄的电磁脉冲是不会起到防护作用的。根据上述观点可知,想要有效的解决这一问题,就需要在对强电磁场进行防护前,研究出一种与之相适合的新型屏蔽材料,因此等离子体电磁脉冲防护就被研发了出来。等离子体电磁脉冲主要的防护原理指的是在电子系统的通道上或者是其它特别设定的位置进行等离子体的产生,然后对等离子体进行合理的利用,让等离子体对电磁脉冲进行非线性的吸收效应,这样可以让前向耦合与后向耦合进入到电子系统中,对电磁能量进行有效的减弱,避免系统内部受到毁伤和干扰。
4.3 在通信与信息系统中电磁脉冲防护技术与抗强电磁脉冲新技术的应用
抗强电磁脉冲主要指的是对电磁屏蔽、频域控制、旁路分流、传导回路干扰控制等方法进行综合性的采用,其中的电磁屏蔽通常会对工厂生产的一些制式产品进行采用。在对屏蔽室进行建设的时候,墙面和顶板所采用的冷轧钢板厚度不能低于2mm,底板的冷轧钢板厚度不可以低于3mm。人员在进出门洞、屏蔽室各个线路、管道以及通风窗口的时候,都需要对这些位置进行屏蔽处理,在对电源线路进行防护的时候可以在屏蔽机房内配电箱电涌保护器利用电缆进行保护后接到带有电源滤波功能的电源插座上,以此来实现设备的正常使用。对信号线路进行防护的时候,需要進行抗强电磁脉冲电流冲击的电涌保护器的安装,这样可以有效的保护信号的正常接收与发送。如果是对比较重要的通信与信息系统进行防护的时候,可以采用多层防护机制,如果是想更加方便的对通信与信息系统运行状态进行观察、使用和维护,那么可以使用透明材质来进行屏蔽室产品的建设,这样的屏蔽室透光度高而且屏蔽效果好。
结束语
随着科技的不断发展,让电磁脉冲武器得到了很大的进步的同时,也让电磁防护问题越来越明显,那么想要有效的实现制止电磁脉冲对通信设备的破坏,就需要对防护技术进行积极的研究,积极的创新,这样才能促进抗强电磁脉冲技术的发展。
参考文献
[1] 王元新;电磁脉冲炸弹的威胁及防护技术的研究.J.电子信息对抗技术2016.03.
[2] 刘晨明;强电磁防护技术研究进展.J.中国舰船研究2016.11.
[关键词]信息与通信系统;抗强电磁脉冲;技术
中图分类号:TN975 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)41-0391-01
1、电磁脉冲的主要含义
电磁脉冲主要指的是一种快速发生电磁的现象,并迅速的产生电磁场变化在空间中进行有效的传播。一般情况下太阳在有黑子运动和发生雷电的前提下,会快速的产生电磁脉冲,这种电磁脉冲属于自然界的一种现象,会对人们的通讯设施造成一定的影响。人为产生的电磁脉冲主要指的是核爆炸等物品产生的辐射,这种电磁脉冲持续的时间会比较的短,但是波及的范围会比较大,而且能量与频率的范围也非常的宽。电磁脉冲的时长所产生的波形通常是一种陡峭前沿、脉宽较窄的形状,频谱覆盖的范围会比较的宽,如果利用不同的导体对不同的电子设备进行能量的传输,那么会对电子设备功能的正常使用造成一定的干扰,情况严重的时候还会导致电子设备的磁性存贮器消磁或失真,使重要的信息丢失。此外,电磁脉冲还会与飞机、导弹等一些武器和屏蔽体的外壳金属之间产生一定的电流,严重影响电子的元件以及线路,所以,通过上述内容可知,电磁脉冲会严重影响电子设备的正常运行,它不仅会严重干扰电子信息系统,还会带有强大的破坏能力,对通信与信息系统造成一定的破坏。
2、电磁脉冲所带来的危害
电磁脉冲作为“反电子设备高功率微波先进导弹工程”研究项目的一部分,美国空军正在把闲置的巡航导弹改建为对计算机的大规模性干扰武器,它的目的主要是为了对城市进行非致命电子攻击,CHAMP导弹在发射后可以飞过人口比较密集的地方,并在攻击目标的时候会发射出非常强大的微波能量。这种导弹的攻击效果可以完全等同于高空核爆炸时产生的电子脉冲的效果,只是威力会比高空核爆的威力略小一些,不过CHAMP导弹对目标的定位的准确度是非常高的,而且在目标的定位精度上也得到了非常大的进步。根据美国有关媒体报道可知,美国这方面的研究专家已经在2015年中旬的时候,就对这项先进的技术进行了充分的掌握,并且可以与联合防区外空地导弹进行有效的配合与部署,所以CHAMP导弹的使用会为战争面貌进行很大的改变,同时它也是战争中的一种新型的先进武器。
3、电磁脉冲武器主要的毁伤途径
根据毁伤系统对电磁脉冲的接受程度可以看出,电磁脉冲武器的主要毁伤途径有前门耦合与后门耦合两种,把电磁脉冲的能量与目标中的电子系统进行有效的耦合,这样可以对目标系统产生一定的毁伤效应,进而实现毁伤的目的。前门耦合主要指的是利用目标的天线与传输线等一些媒质线性进行能量的传输,然后在耦合到目标的接收与发射系统中,通常主要会用在通信设备的有关天线等部位;后门耦合主要指的是利用目标的缝隙与孔洞等媒介将能量耦合到系统中,这种情况一般会发生在电磁炸弹中电磁场在固定布线和电缆上快速产生的巨大电流的时候。
4、通信与信息系统抗强电磁脉冲技术与一些有效的方法
4.1 电磁能量选择表面
电磁能量选择表面主要指的是在对场致导电或压控导电进行结构设计的时候所使用的电磁防护材料,它的激励源主要是以空间电磁能源为主,通过对材料的电磁特性或结构的阻抗特性进行实时改变,来实现能量选择表面对电磁波的传输特性的改变。能量选择表面是周期性的结构,而且每段周期都是由很多导向与二极管串联而成的,如果磁场的作用比较强烈的话,那么能量选择表面会迅速的由高阻态转变为低阻态,进行信号的有效屏蔽;如果磁场的作用比较弱的话,那么能量选择表面会因为磁场强度不够而由高阻态转换成低阻态,让信号正常发送。
4.2 等离子体电磁脉冲防护技术新型吸波材料
对方在进行强电磁场有效防护的时候,会对我方的信号发送与接收造成一定的影响,如果是能量选择表面在进行对电磁脉冲进行防护的时候,那么屏蔽材料那些脉宽比较窄的电磁脉冲是不会起到防护作用的。根据上述观点可知,想要有效的解决这一问题,就需要在对强电磁场进行防护前,研究出一种与之相适合的新型屏蔽材料,因此等离子体电磁脉冲防护就被研发了出来。等离子体电磁脉冲主要的防护原理指的是在电子系统的通道上或者是其它特别设定的位置进行等离子体的产生,然后对等离子体进行合理的利用,让等离子体对电磁脉冲进行非线性的吸收效应,这样可以让前向耦合与后向耦合进入到电子系统中,对电磁能量进行有效的减弱,避免系统内部受到毁伤和干扰。
4.3 在通信与信息系统中电磁脉冲防护技术与抗强电磁脉冲新技术的应用
抗强电磁脉冲主要指的是对电磁屏蔽、频域控制、旁路分流、传导回路干扰控制等方法进行综合性的采用,其中的电磁屏蔽通常会对工厂生产的一些制式产品进行采用。在对屏蔽室进行建设的时候,墙面和顶板所采用的冷轧钢板厚度不能低于2mm,底板的冷轧钢板厚度不可以低于3mm。人员在进出门洞、屏蔽室各个线路、管道以及通风窗口的时候,都需要对这些位置进行屏蔽处理,在对电源线路进行防护的时候可以在屏蔽机房内配电箱电涌保护器利用电缆进行保护后接到带有电源滤波功能的电源插座上,以此来实现设备的正常使用。对信号线路进行防护的时候,需要進行抗强电磁脉冲电流冲击的电涌保护器的安装,这样可以有效的保护信号的正常接收与发送。如果是对比较重要的通信与信息系统进行防护的时候,可以采用多层防护机制,如果是想更加方便的对通信与信息系统运行状态进行观察、使用和维护,那么可以使用透明材质来进行屏蔽室产品的建设,这样的屏蔽室透光度高而且屏蔽效果好。
结束语
随着科技的不断发展,让电磁脉冲武器得到了很大的进步的同时,也让电磁防护问题越来越明显,那么想要有效的实现制止电磁脉冲对通信设备的破坏,就需要对防护技术进行积极的研究,积极的创新,这样才能促进抗强电磁脉冲技术的发展。
参考文献
[1] 王元新;电磁脉冲炸弹的威胁及防护技术的研究.J.电子信息对抗技术2016.03.
[2] 刘晨明;强电磁防护技术研究进展.J.中国舰船研究2016.11.