雷电瞬态电磁脉冲辐射源的研制开题报告

 2024-07-08 17:00:34

1. 本选题研究的目的及意义

雷电瞬态电磁脉冲(LightningTransientElectromagneticPulse,LTEMP)是指雷电放电过程中产生的电磁辐射现象,其具有极高的电压、电流和上升沿速率,频带宽、能量大,对电子设备和电力系统等构成严重威胁。

因此,开展雷电瞬态电磁脉冲辐射源的研究,对于评估雷电电磁环境、开展雷电防护测试、研制新型防护器件等方面具有重要的理论和现实意义。


研究LTEMP辐射源的意义在于:
1.评估雷电电磁环境:通过模拟雷电放电过程,可以产生与实际雷电环境相似的电磁脉冲,用于评估雷电对电子设备和电力系统的潜在影响,为制定合理的防护措施提供依据。

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2. 本选题国内外研究状况综述

雷电瞬态电磁脉冲辐射源的研究在国内外均有开展,并取得了一系列成果,以下将分别对国内外研究现状进行综述。


国内方面,清华大学、华中科技大学、中国电力科学研究院等高校和科研机构在雷电瞬态电磁脉冲辐射源的研究方面取得了一定的进展。

例如,清华大学研制了基于Marx电路的雷电冲击电压发生器,可产生高达数兆伏的电压脉冲,用于模拟雷电感应过电压;华中科技大学则开发了基于脉冲功率技术的雷电瞬态电磁脉冲模拟器,可产生频率范围更宽、脉冲更窄的电磁脉冲,用于雷电防护测试。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要研究内容包括以下几个方面:
1.雷电瞬态电磁脉冲辐射机理研究:深入研究雷电瞬态电磁脉冲的产生机制、传播特性以及影响辐射特性的关键因素,为辐射源的设计提供理论基础。

2.雷电瞬态电磁脉冲辐射源设计:根据雷电瞬态电磁脉冲的特性参数要求,设计辐射源的总体方案,包括脉冲发生器、天线、接地系统等关键部件的设计,并进行仿真分析,优化设计方案。

3.雷电瞬态电磁脉冲辐射源研制:根据设计方案,研制脉冲发生器、天线、接地系统等部件,并进行系统集成和调试,搭建完整的雷电瞬态电磁脉冲辐射源平台。

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4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,逐步进行,具体步骤如下:
1.理论分析阶段:-深入研究雷电瞬态电磁脉冲的产生机制、传播特性和辐射机理,建立相应的理论模型,为辐射源的设计提供理论依据。

-查阅相关文献,了解国内外雷电瞬态电磁脉冲辐射源的研究现状、技术路线和发展趋势,为课题研究提供参考。

2.数值模拟阶段:-利用电磁仿真软件(如CST、HFSS等),对辐射源的关键部件(如脉冲发生器、天线、接地系统等)进行建模和仿真分析,优化设计方案,提高辐射源的性能指标。

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5. 研究的创新点

本课题致力于研制一种新型雷电瞬态电磁脉冲辐射源,预期在以下几个方面实现创新:
1.高逼真度波形模拟:通过采用新型脉冲发生电路和天线设计,力求产生更加逼真地模拟实际雷电瞬态电磁脉冲波形的辐射源,提高雷电防护测试的准确性。

2.宽频带辐射特性:突破传统辐射源频带限制,设计出能够覆盖更宽频率范围的雷电瞬态电磁脉冲辐射源,满足更多应用场景的需求。

3.可控性与稳定性提升:针对现有辐射源可控性和稳定性不足的问题,将采用先进的控制技术和稳定性措施,提高辐射源的输出精度和长期稳定性。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

1. 王健, 邓云坤, 李元. 基于Marx电路的雷电EMP模拟器设计[J]. 高电压技术, 2020, 46(10): 3407-3414.

2. 李金. 宽带雷电EMP模拟器天线及耦合效应研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2019.

3. 张博. 基于传输线型脉冲源的雷电EMP模拟器设计[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2018.

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