陆军工程大学 电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室，南京 210007
回击通道的光学观测对于研究回击发展过程和物理机制、完善工程回击模型都具有重要的意义。采用雷电发展过程高速光学观测系统（LiPOS）测量了人工引雷中距离通道底部21 m至309 m的一组通道发光波形，基于系统辨识的输出误差（OE）模型建立了回击向上传播过程光辐射脉冲间的传递函数，获得了1 kHz～1 MHz频段内群速度和相速度曲线。时域分析表明，通道辐射光脉冲波形前沿上升时间由靠近底部的1.1 μs变化为309 m高度处的1.84 μs，色散特性是其变化的重要原因。频域分析表明，OE模型能够有效抑制测量噪声的影响、获得清晰的分析曲线，100 kHz以下低频段内群速度呈显著的非单调变化，500 kHz以上区域群速度稳定在58%光速左右。将分析结果与相关文献的研究进行了对比和讨论。研究结果对于定量评价回击电流传播色散特性具有重要参考价值。
雷电 回击速度 色散 光学观测 传递函数 lightning return stroke velocity dispersion optical observation transfer function 强激光与粒子束
2022, 34(11): 113002
强激光与粒子束
2022, 34(4): 043003
陆军工程大学电磁环境效应与光电工程重点实验室，江苏南京 210007
雷电流测量是研究雷电的一个重要部分。为此，本文研究了一种用于测量雷电流的全光纤电流传感器。首先，介绍了光纤电流传感器的基本原理及结构组成；其次，在实验室中对该传感器的响应速度、测量精度及测量范围等性能指标进行了测试。结果表明，该传感器的响应速度为微秒级，可测量范围在 1 kA～100 kA，动态范围大于 40 dB，测量误差小于 5%，测量波形与标准的 Pearson电流探头测试波形相比一致性较好，该研究为雷电流测量提供了一种新方法。
全光纤电流传感器 雷电流 数字闭环干涉技术 all-fiber optical current transformer lightning current digital closed-loop interference technology
1 陆军工程大学 电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室，江苏 南京 210007
2 国防科技大学 气象海洋学院，江苏 南京 211101
太赫兹波是理论上遥感卷云微物理参数的最佳波段，但星载太赫兹波被动遥感的结果易受到非卷云因素(地表反射率、大气廓线、中低层水云等)的影响.利用辐射传输模式分别模拟计算了地表反射率、大气廓线、中低层水云对大气层顶太赫兹辐射光谱的影响，并基于多重查找表法定量分析了这些因素的变化所造成的反演误差.结果表明：地表反射率对太赫兹辐射光谱的影响主要集中在300 GHz以下，对反演所选取的波段没有影响；实际大气廓线中水汽廓线和温度廓线的改变对反演结果产生影响，当温度廓线的变化在±2 K范围以内，或水汽廓线变化±20%时，对于粒子尺度大于50 μm、冰水路径大于10 g/m2的卷云，反演误差均保持在±20%以内；低云(云底高小于2 km)对所选通道的辐射没有影响，中云所产生的误差随着光学厚度和云底高度的增加而增大.
卷云 反演误差 多重查找表法 大气廓线 cirrus retrieval errors multiple lookup-tables method atmospheric profiles
1 第二炮兵工程大学 士官学院, 山东 青州 262500
2 解放军理工大学, 南京 210007
为测量高空核爆炸电磁脉冲（HEMP）模拟器中脉冲电场波形（峰值电场大于50 kV/m、上升时间小于2.3 ns）,设计了一种新型圆锥形D-dot探测器。介绍了D-dot探头的工作原理,分析了探头与传输电缆的阻抗匹配条件,确定了探头的结构、尺寸等参数。D-dot探头测量脉冲电场的一阶微分信号,通过积分器积分和数字积分两种积分方式获得脉冲电场信号。测量电磁脉冲实验结果表明,积分器积分和数字积分两种积分方式都能恢复脉冲电场波形,其中数字积分效果更好；与有源光纤电场测量系统实验测量结果相比,该D-dot探测器更适合测量纳秒级快前沿的电磁脉冲波形,满足测量快前沿HEMP信号的设计要求。
核电磁脉冲 锥形探头 标定 D-dot 强激光与粒子束
2015, 27(11): 115004
1 解放军理工大学 电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室， 南京 210007
2 工程兵学院， 江苏 徐州 221004
针对采用TEM小室或GTEM室校准测试时从输入端获取信号的需求，设计了一种同轴型脉冲电压探头；该探头为微分型输出，采用数值积分可获得脉冲电压波形；其灵敏度系数可调。仿真分析了不同结构探针对探头内部电场峰值分布及对端口特性阻抗的影响，对采用尖针形探针的同轴脉冲探头进行了实验验证，得到了其频域响应曲线和灵敏度系数，分析了灵敏度系数随探针到内导体中心距离变化的规律。仿真和实验结果表明，同轴脉冲探头内嵌的探针采用尖针形时，对端口特性阻抗的影响及内部电磁场的扰动都很小，可满足ns级瞬变脉冲测试校准需要。
传导型电磁脉冲 同轴脉冲探头 测试校准 灵敏度系数 conducted EMP coaxial pulse probe test and calibration sensitivity coefficient 强激光与粒子束
2014, 26(1): 015001
解放军理工大学 电磁环境效应与电光工程国家重点实验室, 南京 210007
将电缆束等效方法与传统的传输线方法相结合，提出了多芯电缆束的精简SPICE分析模型。首先采用有限元法求解等效电缆束的模型参数，然后在SPICE环境中进行时域分析。以14芯电缆束的串扰问题和4芯电缆束的辐射干扰问题为例，对精简分析模型的有效性进行了验证。全模型与精简模型分析结果表明，精简模型线缆芯线数减少了一半以上，仿真幅度误差在5%以内，分析效率提高50%以上。该方法适用于大线束传导耦合分析、串扰分析和辐射分析。
等效电缆束法 时域 精简模型 计算效率 电磁脉冲 equivalent cable bundle method time domain reduced model computational efficiency electromagnetic pulse
解放军理工大学 工程兵工程学院， 南京 210007
提出并设计制作了一种椭圆弧型过渡段有界波电磁脉冲模拟器，并与锥形平板过渡段有界波模拟器进行了对比。采用仿真和试验两种方法，仿真在电磁场仿真软件CST中开展，试验实际测量得到前沿上升时间约2 ns、脉宽约25 ns的双指数电场波形和前沿上升时间约2 ns、平顶持续约80 ns的阶跃型电场波形。仿真和试验结果表明：该模拟器有效削弱了前后过渡段与平行板段连接处的不连续性对场波形的影响。
椭圆弧型过渡段 有界波模拟器 快前沿 电磁脉冲 ellipse-arc transitional section bounded-wave simulator fast rise time electromagnetic pulse
解放军理工大学 电磁环境效应与电光工程国家重点实验室， 南京210007
研制了一套用于小空间电磁脉冲测试的光纤传输电磁脉冲三维电场传感器。通过电磁仿真软件CST2011，研究了天线结构对被测场的影响，发现嵌入式探头与球形结构可以有效减小屏蔽壳体对电场扰动。讨论了传感器极间耦合及三维场合成误差，确定了主要设计参数。研制的三维传感器采用了屏蔽结构与偶极子天线的一体化设计，对外部电场屏蔽可达60 dB。在有界波电磁脉冲模拟器中的实验表明，传感器系统对于三维电场测量可达到设计要求，对被测电场扰动较小，极间耦合系数小于6%，三维场角度与峰值合成误差小于5%。传感器采用对称结构，满足自由空间场测量的需要。
三维电场传感器 三维合成 极间耦合 CST仿真 光纤传输系统 three-dimensional electric field-sensor three-dimensional synthesis interelectrode coupling CST simulation fiber-optic transmission system 强激光与粒子束
2012, 24(12): 2930
1 解放军理工大学 电磁环境效应与电光工程国家重点实验室， 南京 210007
2 中国工程物理研究院 电子工程研究所， 四川 绵阳 621900
提出了模拟任意形状腔体中的内电磁脉冲的三维直角坐标系时域有限差分(FDTD)算法。该算法采用FDTD共形网格技术模拟任意形状腔体的边界，可以解决腔体内非对称的边界问题。推导了γ射线斜入射的差分方程，进行了三维数值计算，并采用直角坐标系FDTD算法和柱坐标系FDTD算法计算了γ射线斜入射圆柱腔体产生的内电磁脉冲，二者吻合很好，验证了直角坐标系FDTD算法正确性。
内电磁脉冲 时域有限差分 共形网格技术 直角坐标系 斜入射 internal electromagnetic pulse finite-difference time-domain conformal techniques rectangular coordinate system oblique incidence
