用于爆炸辐射电磁脉冲时域测量的集成光波导电场传感器研制

作     者：张家洪 王欣 陈福深 Zhang Jiahong;Wang Xin;Chen Fushen

作者机构：昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 北京森馥科技股份有限公司北京102209 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2022年第43卷第7期

页      面：149-156页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(62162034) 云南省基础研究计划面上项目(202201AT070189)资助 

主　　题：爆炸 电磁辐射 电磁脉冲 集成光波导 电场传感器 

摘      要：针对爆炸辐射电磁脉冲(EMP)上升沿快、脉宽窄、峰值场强高等特点,设计并研制出一种集成光波导宽带电场传感器。使用标准雷电电磁脉冲(LEMP)对研制的传感器进行时域标定得出,传感器能够不失真地测量出LEMP的时域波形,且最小和最大可测电场分别约为1.4和10.8 kV/m;使用连续波电场对传感器进行频域标定得出,传感器最小可测电场为52.5 mV/m,且在9 kHz~1 GHz响应波动在±4 dB以内。最后在国内某试验基地搭建了基于研制的光波导电场传感器的爆炸辐射EMP现场测试系统,分别对距爆炸点不同距离处的辐射EMP进行时域测量。结果表明,爆炸辐射EMP的产生滞后爆炸发生约几毫秒;辐射EMP为一系列双极性脉冲组成的脉冲串,单个脉冲宽度在100μs以内,脉冲串宽度在2 ms以内,频率在17.5~35 kHz;在距离爆炸物5 m以内的爆炸辐射EMP峰值场强在5~10 kV/m。本文研制的光波导电场传感器具有全无源、宽带宽、对被测电场干扰小、体积小、强抗电磁干扰等特点,为爆炸辐射EMP的时域测量提供了一种新的技术手段。