军事装备如何抵御电磁脉冲

问题:
军事装备如何抵御电磁脉冲



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随着科学技术的发展，各种装备的日益现代化，电子信息系统的研究朝着综合化、一体化的方向不断发展，武器装备的性能得到极大提升。电子信息系统在不断智能化、小型化和集成化的同时，也增加了其对电磁干扰的敏感性和易损性。
另外，在高技术条件下，空间的电磁环境日益复杂，除雷电、静电等自然危害源之外，还有通信、雷达、电子战装备和定向能电磁脉冲武器、电磁脉冲炸弹等人为电磁危害源。这些复杂多变的电磁环境，尤其是高功率微波等快上升沿脉冲电流形成的电磁脉冲场，对现代军事行动中越来越依赖于电子设备的信息化武器装备构成了巨大烕肋、。因此，如何在不影响电子信息系统正常工作的前提下,有效防护强电磁脉冲对电子信息系统的毁伤，是一个亟需解决的问题。
电磁脉冲根据其产生机理可以划分为非核电磁脉冲(EMP)和核电磁脉冲(HEMP)两类[6]。非核电磁脉冲主要有高功率微波（HPM)和超宽带电磁辐射（UWB)。非核电磁脉冲是由电磁脉冲弹头携带的大功率微波产生器在接近目标时瞬间释放大功率的电磁脉冲，幅度取决于微波功率产生器功率的大小，其频率覆盖分米波到厘米波。核电磁脉冲是由高空30�9�1500km区域发生核爆炸产生Y射线激发电离大气层而产生的电磁脉冲。核电磁脉冲覆盖频谱很宽，主要在10kHz�9�11MHz。
电磁脉冲特别是大功率微波电磁脉冲，主要是通过电磁脉冲能量辐射的方式对敌方电子系统进行攻击，同时侵入并破坏系统中电子元器件、集成电路、电路板等，达到破坏整个系统的目的。电磁脉冲具有独特的传播机制和穿透能力，比如通过通信装备的天线进入，使接收装备器件损坏无法工作；另外电磁脉冲能够通过缝、孔、窗到达腔体内，并产生驻波，造成部件损坏；此外电磁脉冲还能通过处理不彻底的电缆以及设备连接处会产生感应电流，这些电流经过线路到达器件，会造成器件的损坏。
电磁脉冲防护方法是良好的接地、屏蔽和滤波。接地就是将设备的金属外壳、铁管外皮、高频电子设备信号等都接到相同的接地装置上。笼统的讲，就是将电子设备通过适当的方法和途径与大地连接。通过接地处理可以有效抑制电磁波对电子设备造成的影响，避免电荷积累过多导致放电而造成的干扰和损坏，在一定程度上降低电磁脉冲对电子设备的损伤。
屏蔽是利用屏蔽体阻挡或减少电磁脉冲能量的传输，实现电磁脉冲防护的常用手段。采用屏蔽措施，可以将敏感电子设备及系统在空间上与电磁脉冲辐射环境相隔离，从而防止外来电磁脉冲辐射进入电子设备或系统。应对电子设备的所有电缆及进出孔，都要用电磁波吸收材料加以堵塞，并对进出电缆、导线采用旁路电容、滤波等措施。对于重要的系统设备，还可以采用电磁屏蔽性能良好的方舱，简单易行，而且成本低，防护效果也好。
滤波是实施电磁脉冲防护的一种重要措施。滤波可以将信号中某一指定频率滤除，从而抑制和防止电磁脉冲干扰进入电子设备或系统。对于电磁脉冲武器，其辐射的能量很大，为了防止电磁脉冲辐射的干扰信号进入电子设备或系统内部，必须在设备或系统内的电源入口处加入各种滤波装置。滤波装置可以由无源或者有源器件组成，也可以由铁氧体一类的有损耗材料组成。
近年来，一些新的技术应用于电磁脉冲防护中，起到了良好的电磁脉冲防护效果。例如等离子体成为电磁脉冲防护的一种新型材料。当电磁脉冲与等离子体相互作用时，等离子体具有与一般导体或介质完全不同的特性。在一定条件下，等离子体能够反射高功率微波，使微波能量反射出去；而在一定条件下，等离子体又能吸收电磁脉冲，使透射进电子设备的微波功率低于干扰或毁伤阈值；当高功率微波的入射角度变化时，等离子体可以改变电磁脉冲的传播方向，避免电子设备受到损失。
此外，智能电磁防护材料是新近发展起来的一类具有感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料系统或结构。智能材料的问世，标志着第五代新材料的诞生且受到各国的高度重视。这种根据环境变化调节自身结构和性能，并对环境作出最佳响应的概念，为电磁防护材料和结构的设计提供了一个崭新的思路。