为了实现复杂电磁环境下电晕放电辐射信号的探测，从信号特征入手，通过对电晕电流的计算和模拟实验，揭示了电晕放电的时、频域特征。在分析自然环境下噪声频率分布规律的基础上，设计了窄频段探测技术，通过设计特定频段的定向天线、增加高频宽带低噪声放大器、应用数字处理终端等方式，搭建了高灵敏度的微弱信号探测系统，成功探测到自然环境中600 m外的电晕放电辐射信号。实验结果充分证明了电晕放电辐射信号的远距离探测的可行性，为电晕放电目标探测提供了重要的技术手段。

给出了准阶跃信号激励下电磁脉冲测试系统非线性模型参数在连续域的直接辨识算法。结合实际研制的光纤传输式脉冲电压测试系统及其时域动态校准数据，建立了由4阶多项式非线性环节和3阶传递函数线性环节组成的测试系统Hammerstein模型，实测结果验证了辨识模型的准确性。在此基础上，构建了由动态线性补偿滤波器和静态非线性校正器组成的补偿环节，将测试系统的下限截止频率由数十kHz拓展至直流，稳态响应时间由μs级降至ns级，有效改善了系统的动态性能，实测脉冲波形的重建结果验证了补偿环节设计的有效性。

研究了低电压的人体模型(HBM)静电放电(ESD)对微电子器件造成的潜在失效.分别从CB结和EB结对2SC3356晶体管施加低电压HBM的ESD应力,结果表明:从CB结施加低电压的ESD电应力,所产生的潜在失效的几率要高于从EB结施加低电压的ESD电应力产生的潜在失效几率,即CB结比EB结对低电压的ESD应力引入的潜在失效更为敏感.高温(≥125 ℃)寿命实验有退火效应,从而缓解了低电压的ESD应力使器件产生的潜在损伤,使静电放电过程中引入的潜在损伤自恢复.

通过理论分析和实验测量,研究了导体接近速度对空气放电的影响.理论计算了两导体相互接近时导体的自(互)电容系数、导体电势差、导体电势差随导体间的间隙(放电间隙)的变化率和导体电势差的时间变化率.实验研究了5 kV和10 kV放电电压下放电电流峰值和耦合电压峰-峰值随接近速度的变化关系.接近速度直接决定了空气击穿时导体电势差的时间变化率,同时也就决定了不同速度下的空气放电特性;接近速度影响了火花击穿的时间延迟,从而对空气放电产生了时间效应.

在研究电磁脉冲对微电子器件作用效应的过程中,针对三种不同型号的微波低噪声硅半导体器件进行了电磁脉冲(静电放电和方波电磁脉冲)直接注入的试验,结果发现该类器件对电磁脉冲最敏感的端对并不是EB结(发射极-基极),而是CB结(集电极-基极).通过对器件结构与放电过程的分析,分别得出了CB结、EB结的损伤机理:随放电电压的增大,热载流子撞击界面,使流经界面处的少数载流子复合速度增加,少数载流子在界面处及界面附近被复合,从而降低了器件的电流放大系数.而无论从哪个结注入,器件完全失效均是由热二次击穿造成.从而更进一步地证明了CB结比EB结更敏感.

通过利用超宽谱电磁脉冲(UWS-EMP)源对5种无线电引信进行了辐照,分析了超宽谱电磁脉冲与无线电引信的耦合模式和作用机理.分析得出:超宽谱电磁脉冲主要是通过后门耦合到引信电源模块,引起电源波动,使晶闸管意外导通,导致引信意外发火.根据耦合模式和作用机理对引信进行了防护加固,并对防护加固后的引信进行了辐照和仿真.辐照实验和仿真结果证明:防护加固措施大大提高了引信抗超宽谱电磁脉冲的能力,加固后的引信执行电路抗UWS-EMP干扰的场强从58 kV·m-1提高到130 kV·m-1,而引信的防护加固措施对引信的效能没有影响.

为了研究强雷电电磁场(LEMP)对没有保护状态下无线电引信性能的影响,对LEMP进行了模拟.利用MARX发生器向宽带横电磁波(GTEM)室注入雷电电压波,在GTEM室内产生模拟的LEMP电场;利用浪涌发生器向亥姆霍兹线圈注入雷电电流波,在线圈内产生模拟的LEMP磁场.根据某型无线电引信可能遭遇的雷电电磁环境,对处于勤务处理状态的该型无线电引信进行了辐照效应实验,测试辐照前后引信的性能指标,对其差异进行比较,分析了LEMP对该型无线电引信性能指标的影响.结果表明,在强的雷电电磁场环境下LEMP电场会损坏该型无线电引信的高频组件,使其不能产生探测信号,导致引信不能正常发火;LEMP电场还会损坏检波电路,使检波直流电压不能达到正常指标,从而导致引信也不能正常发火;LEMP磁场对该型引信性能基本没有影响.

从能量分布和测量有效性的观点出发,提出了强电磁脉冲的能量有效带宽和动态范围有效带宽的概念.针对IEC61000-4-4,MIL-STD-464,IEC61000-4-2,IEC61312-1等标准规定的核电磁脉冲(NEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)、静电放电电磁脉冲(ESDEMP)等强电磁脉冲,分别计算了它们的能量有效带宽和动态范围有效带宽.通过分析,得知在一定的范围内,上述强电磁脉冲上升时间的变化对两种有效带宽的影响并不明显,在此基础上,确定了它们的测量带宽.计算结果为NEMP,ESD EMP及LEMP的60 dB有效带宽分别是371,786,1 233 MHz与96 kHz;99%能量有效带宽分别是46,95,183 MHz与15 kHz;不失真测量所需的带宽分别是152,307,916 MHz和95 kHz.

基于BG,TL,MTLL,MTLE和TCS 5种模型,研究了雷电回击通道高度、回击速度和大地电容率对雷电回击电磁场的影响.计算中5种模型采用相同的通道基电流波形,通过计算总结了几种参数对回击电磁场的影响.

静电放电火花产生的电磁脉冲会对电子系统的正常工作造成严重的干扰,甚至造成系统的损伤.利用时域有限差分法建立了静电放电火花产生的电磁场的数值模型,模型中充分考虑了放电电极上的静电荷对电场的影响.把由此模型计算的电磁场值与由解析方法得到的场值进行了比较,结果吻合良好,因此可以用此模型来研究静电放电火花产生的电磁场与电子系统的能量耦合问题.