雷电电磁脉冲对通信车天线的感应耦合
摘要
进入21世纪以来,全球范围内自然和人为的各类重大突发公共事件频繁发生,给经济发展造成直接影响,也给环境和社会造成长远的、多方面影响,同时向各国政府的应急管理工作提出挑战。目前我国应急管理的重点是大力推进防灾减灾相关部门的联动工作机制,明确要求各级部门建立抗灾应急联动协调机制。落实上述工作机制,建立稳定、可靠、高效的应急通信系统是必不可少的。应急通信车是应急通信系统的核心组成部分,作为现场通信指挥系统,可以为抢险救灾现场指挥提供了一个多功能的指挥调度平台,并及时将现场采集信息回传到指挥中心,方便指挥中心领导指挥。因此,要确保应急通信系统的可靠工作,更好地为抢险救灾及突发事件处置提供可靠的通信保障,必须在系统设计和集成工程中对应急通信车安全防护予以高度重视,并采取切实可靠的技术措施加强防护。LEMP对电子设备的毁伤作用主要通过两个途径:一是通过电线电缆的耦合作用在终端产生过电压、过电流,从而毁伤设备;另一方面直接在未屏蔽的电器、电子设备上产生过电压、过电流。由于LEMP以第一种途径的毁伤作用更常见、更严重,因此国内外雷电研究者更注重于LEMP对架空电线、电缆的耦合效应研究。如在美国的佛罗里达国际雷电研究测试中心和肯尼迪太空中心有固定的人工引雷基地,并有专门研究LEMP效应的实验设备。20世纪80年代以来,他们通过人工引雷的方式对LEMP的毁伤效应进行了一系列研究,并得到了一些由LEMP在架空电力线上感应产生的电压波形和数据[1],但没有关于LEMP对雷击点附近电子设备毁伤效应的直接报道,也没有关于地面附近电缆感应电压的测量结果。随着信息时代的到来,信息设备的微电子化、高度集成化使之对雷电电磁脉冲(LEMP)的干扰与毁伤效应越来越敏感,由雷电放电产生的电磁脉冲效应而导致设备与系统蒙受损失的事件大量增加,且危及范围越来越大。因此,LEMP对微电子设备的毁伤效应研究日趋重要。本文在有关LEMP 近场计算方法、雷电回击模型最新研究成果的基础上,研究LEMP对通信车天线的耦合效应,为通信车雷电电磁脉冲防护提供相关理论依据。