电子系统高功率电磁效应

电磁环境效应（E3）主要研究高功率电磁（HPEM）环境对系统产生的干扰损伤规律和防护策略。随着强电磁环境产生技术和电力电子系统的广泛使用，E3问题日益受到关注。《电子系统高功率电磁效应》主要介绍 E3领域的基本概念、原理和方法，包括电子系统分级、 HPEM环境与分类、 HPEM电子系统耦合与相互作用、HPEM试验设备和技术、 HPEM效应机理和分类、 HPEM防护与电网系统弹性设计等内容。《电子系统高功率电磁效应》引用了大量近二十年来的公开文献和标准，论述全面、结构紧凑，反映当前 HPEM领域国际发展水平。

丛书序
译者序
前言
致谢
第1章 引言 1
1.1 现代社会对电子系统的依赖 1
1.2 HPEM环境综述 1
1.3 HPEM效应综述 3
1.4 电磁干扰及其影响简史 3
1.5 体系层级 4
1.6 小结 7
参考文献 8
第2章 HPEM环境 9
2.1 简介 9
2.2 雷电 12
2.2.1 概述 12
2.2.2 雷电辐射环境 17
2.3 核电磁脉冲 17
2.3.1 HEMP辐射环境 18
2.3.2 HEMP传导环境 23
2.3.3 HEMP的公开记录 24
2.3.4 HEMP环境总结 24
2.4 高功率射频定向能环境 25
2.4.1 HPRFDE系统的现状 26
2.5 蓄意电磁干扰环境 29
2.5.1 IEMI技术能力小组 30
2.5.2 IEMI环境概述 33
2.5.3 HPRFDE和IEMI使用的案例 34
2.6 HPRFDE和IEMI环境的分类 36
2.6.1 窄波段 37
2.6.2 宽波段 40
2.6.3 超波段 42
2.7 小结 44
参考文献 44
第3章 HPEM耦合与相互作用 52
3.1 电磁耦合与相互作用模型 52
3.2 拓扑概念 55
3.3 传递函数 57
3.3.1 天线传递函数 57
3.3.2 自由空间波传播 60
3.3.3 耦合/辐射效率 60
3.3.4 透射 64
3.3.5 孔缝泄漏 66
3.3.6 传导耦合 67
3.3.7 电耦合、容性耦合和磁耦合 67
3.3.8 容性耦合 68
3.3.9 感性耦合 69
3.4 系统壳体内部场变化 70
3.5 总体响应 71
3.5.1 器件、设备、系统、网络和基础设施 71
3.5.2 耦合：HPEM环境类型的函数 71
参考文献 73
第4章 HPEM试验设备和技术概述 75
4.1 简介 75
4.1.1 场景的一般考虑 76
4.1.2 HPEM环境模拟的一般考虑 78
4.1.3 SUT的一般考虑 79
4.1.4 小结 79
4.2 HPEM效应试验中的不确定性 80
4.3 HPEM效应试验方法和装置 81
4.3.1 HPEM辐射试验 81
4.3.2 HPEM辐射试验设施和HPEM环境模拟 83
4.3.3 HPEM辐射环境测量 98
4.3.4 测量链路 98
4.3.5 HPEM传导试验 100
4.3.6 传导HPEM环境的测量 106
4.4 受试系统的激励和观察 107
4.5 效应数据表示形式 108
4.6 实际HPEM效应试验的其他考虑因素 112
4.7 小结 113
参考文献 114
第5章 HPEM效应机理 118
5.1 简介 118
5.2 术语 118
5.3 器件和电路级效应 120
5.3.1 整流 120
5.3.2 噪声 121
5.3.3 干扰或阻塞 122
5.3.4 饱和 122
5.3.5 工作点漂移 123
5.3.6 虚假信息 123
5.3.7 瞬态翻转 123
5.3.8 混沌效应 124
5.3.9 损伤和破坏 125
5.3.10 公开发布的器件级和电路级效应数据 127
5.4 设备、系统和网络级效应 128
5.5 HPEM信号指示器 137
5.5.1 瞬态或时域信号指示器 137
5.5.2 频域信号指示器 140
5.5.3 脉冲连续波信号 143
5.5.4 响应指示器的使用 147
5.6 影响HPEM效应机理的信号指示器 151
5.6.1 重频脉冲效应：充电和加热 151
5.6.2 重频脉冲效应：热损伤 153
5.6.3 重频脉冲效应：截获概率 154
5.6.4 频谱密度引起的效应 156
5.6.5 效应带宽理论的意义 159
5.7 小结 162
参考文献 164
第6章 HPEM效应的分类及意义 167
6.1 简介 167
6.2 电磁效应分类 168
6.2.1 基于物理机制的效应分类 168
6.2.2 基于持续时间的效应分类 170
6.2.3 基于危害程度的效应分类 171
6.3 小结 172
参考文献 173
第7章 HPEM防护概念和方法 174
7.1 简介 174
7.2 屏蔽拓扑防护概念 174
7.2.1 屏蔽拓扑建模 175
7.2.2 屏蔽机理 177
7.3 利用非线性器件的传导防护 186
7.3.1 限幅防护方法 186
7.3.2 非线性器件的分析总结 211
7.4 HPEM弹性和探测 212
7.4.1 一种基于风险分析的方法 213
7.4.2 弹性方法 214
7.4.3 HPEM探测 216
7.5 HPEM标准 223
7.5.1 HPEM标准组织 223
7.6 小结 225
参考文献 225
第8章 总结与展望 231
参考文献 235
术语缩略语表 236
作者简介 240