1.本實(shí)用新型涉及電磁場輻照誘發(fā)電極結(jié)構(gòu)靜電放電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2.當(dāng)前，隨著在軌衛(wèi)星數(shù)量及種類的增加，強(qiáng)電磁場誘發(fā)航天器表面結(jié)構(gòu)放電現(xiàn)象愈加明顯，靜電放電、強(qiáng)電磁場誘發(fā)已經(jīng)成為致使在軌衛(wèi)星發(fā)生故障的重要原因之一。在軌衛(wèi)星由于所處的環(huán)境時刻面臨多方向、不同大小的空間輻射，最重要的影響為靜電放電、核電磁脈沖、高功率微波及其它環(huán)境誘發(fā)放電的復(fù)雜強(qiáng)電磁場組成，使處于正常工作期間的航天器遭受到由靜電放電和二次電子劇增所導(dǎo)致的靜電放電影響，強(qiáng)電磁場誘發(fā)電極結(jié)構(gòu)靜電放電，其產(chǎn)生的瞬間電流會導(dǎo)致航天器表面材料氧化或直接將材料表面擊穿，對航天器的通訊、導(dǎo)航等系統(tǒng)造成重大損傷甚至致使航天器遭受到永久性的毀壞。

3.復(fù)雜電磁環(huán)境對航天器的影響逐漸引起了人們的高度重視，尤其是高功率微波對航天器的干擾效應(yīng)。在軌衛(wèi)星所處空間環(huán)境復(fù)雜，低軌衛(wèi)星工作區(qū)影響因素有：地球引力、高層中性大氣、電離層等離子體、沉降粒子、地磁場、高能粒子、微流星、空間碎片、太陽電磁輻射等，強(qiáng)電磁場主要是受到強(qiáng)耀斑、磁暴、高能電子暴以及太陽質(zhì)子事件等惡劣空間環(huán)境影響，誘發(fā)的靜電放電可能對航天器中的電子設(shè)備、火工品、計算機(jī)控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及航天器的結(jié)構(gòu)/材料造成影響。會直接在軌衛(wèi)星正常運(yùn)行以及航天器各系統(tǒng)的工作紊亂。

4.靜電放電是指航天器在軌運(yùn)行期間，受到空間環(huán)境內(nèi)的等離子體、高能電子以及太陽輻射等影響造成的航天器表面或內(nèi)部靜電荷聚集，當(dāng)積累的電荷達(dá)到一定電位時會造成航天器表面或內(nèi)部擊穿等靜電放電，從而對航天器表面及內(nèi)部器件造成損壞，輕則影響航天器的正常運(yùn)行，重則對航天器內(nèi)部儀器、太陽能電池陣、通訊系統(tǒng)等造成工作異常、故障、失靈，甚至導(dǎo)致整個航天器的報廢。

5.為能有效開展強(qiáng)電磁場誘發(fā)靜電放電防護(hù)、掌握靜電放電規(guī)律，需對強(qiáng)電磁場輻照環(huán)境下誘發(fā)靜電放電進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)前，國內(nèi)對強(qiáng)電磁場與空間環(huán)境相互作用的實(shí)驗(yàn)條件缺乏，放電誘發(fā)機(jī)構(gòu)及靜電放電實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)量及種類較少，無法滿足實(shí)際實(shí)驗(yàn)需求，更無法對在軌衛(wèi)星工作環(huán)境及放電現(xiàn)象進(jìn)行全真模擬，進(jìn)而導(dǎo)致空間輻射環(huán)境下強(qiáng)電磁場誘發(fā)靜電放電防護(hù)方法及放電規(guī)律研究受到限制，因此，急需這樣一種放電試驗(yàn)系統(tǒng)，去能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)電磁場輻射環(huán)境和空間輻射環(huán)境同時作用下誘發(fā)電極機(jī)構(gòu)靜電放電研究，試驗(yàn)系統(tǒng)的功能也必須強(qiáng)大，不僅能夠開展靜電放電、高功率微波、核電磁脈沖、超寬帶等電磁脈沖及連續(xù)波等強(qiáng)電磁場輻射實(shí)驗(yàn)研究，還需滿足全方位電磁脈沖輻照、放電樣品制作以及放電參數(shù)和效應(yīng)的實(shí)時監(jiān)測等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多種誘發(fā)輻照環(huán)境下的電磁場誘發(fā)放電，功能多樣，使用便捷的靜電電磁脈沖誘發(fā)針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

7.為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：一種針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：包括靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源、吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)、高功率微波輻射系統(tǒng)、針-板電極放電模擬裝置以及檢測單元，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)或超寬帶微波源與所述針-板電極放電模擬裝置對立側(cè)，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源以及所述針-板電極放電模擬裝置放置與所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)內(nèi)，所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)，所述檢測單元用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行檢測；

8.所述針-板電極放電模擬裝置包括底座，伸縮桿的一端與底座固定連接，伸縮桿的另一端與旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈固定連接，所述旋轉(zhuǎn)軸承的外周固定連接有水平板，所述旋轉(zhuǎn)軸承的外圈的上端面上固定有u型支架，所述水平板以及u型支架能夠圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸承的軸心轉(zhuǎn)動，絕緣框的下端與所述u型支架可轉(zhuǎn)動的連接到一起，放電針可左右滑動的設(shè)置到所述絕緣框的鏤空式移動滑軌上，且所述鏤空式移動滑軌水平設(shè)置，所述放電針下側(cè)的絕緣框上固定有金屬板，且所述金屬板與所述放電針之間保持有一定距離，且該距離可通過調(diào)整所述金屬板的位置或調(diào)整放電針的位置進(jìn)行調(diào)整，滑動導(dǎo)軌的一端與所述底座固定連接，支撐桿的下端與所述滑動導(dǎo)軌滑動連接，所述支撐桿的上端與金屬耦合板固定連接，所述金屬耦合板與所述u型支架相對設(shè)置，放電槍通過所述金屬耦合板產(chǎn)生靜電電磁脈沖，通過所述金屬耦合板輻照靜電電磁脈沖模擬空間電磁場；所述放電槍與所述針-板電極放電模擬裝置的垂直金屬耦合板共同配合產(chǎn)生靜電電磁場輻照環(huán)境，工作時將所述放電槍垂直指向于所述垂直金屬耦合板，所述放電槍與所述靜電放電模擬器的輸出端相連接，所述垂直金屬耦合板接地，所述靜電放電模擬器可輸出正、負(fù)極性電壓0.2kv-30kv。

9.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述底座的上端面固定有插環(huán)卡扣，所述伸縮桿的下端固定到所述插環(huán)卡扣的內(nèi)圈，通過所述插環(huán)卡扣固定到所述底座上；所述伸縮桿包括氣動伸縮器，所述伸縮桿上設(shè)有長度標(biāo)記，可通過所述氣動伸縮器實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸承在垂直方向上的高度調(diào)整。

10.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述水平板的上表面上設(shè)有角度刻度標(biāo)記，所述旋轉(zhuǎn)軸承的外圈上固定有第一指針，且所述第一指針位于所述角度刻度標(biāo)記的上側(cè)，旋轉(zhuǎn)所述u型支架即可轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)軸承，所述第一指針與所述u型支架同步轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述角度刻度標(biāo)記可改變指定水平旋轉(zhuǎn)角度，水平角度調(diào)節(jié)范圍為0

°?

360

°

；所述放電針通過旋緊螺母卡扣可調(diào)節(jié)的設(shè)置到所述鏤空式移動滑軌上，通過調(diào)節(jié)所述旋緊螺母卡扣可調(diào)節(jié)所述放電針的高低，從而改變所述放電針與所述金屬板的距離，放電針與金屬板之間的放電間距范圍為0cm-2cm。

11.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述絕緣框的底部設(shè)有第二指針，所述u型支架設(shè)有角度刻度標(biāo)記，所述絕緣框的下端與所述u型支架的外側(cè)之間通過轉(zhuǎn)軸連接，且所述轉(zhuǎn)軸外周的u型支架上形成有角度標(biāo)記，旋轉(zhuǎn)所述絕緣框即可改變放電針與金屬板構(gòu)成的放電機(jī)構(gòu)的豎直角度，可根據(jù)所述u型支架上的角刻度標(biāo)記實(shí)現(xiàn)豎直角度0

°?

180

°

內(nèi)任意角度調(diào)節(jié)。

12.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述鏤空式移動滑軌的內(nèi)槽上設(shè)有刻度標(biāo)記，所述旋緊螺母卡扣能夠在所述鏤空式移動滑軌上滑動，進(jìn)而改變所述放電針與所述金屬板放電的中心點(diǎn)位置；所述滑動導(dǎo)軌上設(shè)有刻度標(biāo)記，所述移動滑索可沿所述滑動導(dǎo)軌滑動，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述金屬耦合板與針-板電極結(jié)構(gòu)的誘發(fā)放電距離，可調(diào)節(jié)長度為0-1m；所述滑動導(dǎo)軌的末

端設(shè)有防脫節(jié)，用于防止所述移動滑索滑出所述滑動導(dǎo)軌；所述支撐桿、水平板、u形支架、滑動導(dǎo)軌、鏤空式移動滑軌、旋緊螺母卡扣、絕緣框、第一指針和第二指針均使用尼龍材料制作而成。

13.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述檢測單元包括示波器、電場強(qiáng)度檢測組件和電流測量器件，所述電流測量器件用于測量金屬板與地之間的電流，用以對針-板電極靜電放電判斷及其放電閾值檢測，所述電場強(qiáng)度檢測組件用于測量針-板電極放電模擬裝置的電磁場強(qiáng)度，所述電流測量器件和所述電場強(qiáng)度檢測組件與所述示波器的信號輸入端連接；

14.所述電場強(qiáng)度檢測組件包括電場強(qiáng)度測量探頭及光電轉(zhuǎn)換器，所述電場強(qiáng)度測量探頭安裝于所述針-板電極放電模擬裝置側(cè)部，所述光電轉(zhuǎn)換器的輸入端連接所述電場強(qiáng)度測量探頭，所述光電轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述示波器相連接；

15.所述電流測量器件包括環(huán)式電流采集器和衰減器，所述針-板電極放電模擬裝置的金屬接地線穿過所述環(huán)式電流采集器內(nèi)嵌于采流環(huán)中，所述衰減器的輸入端連接至所述環(huán)式電流采集器，輸出端與所述示波器相連接。

16.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述超寬帶微波源包括緊湊tesla型初級脈沖功率源、peaking-chopping型高功率uwb亞納秒脈沖產(chǎn)生器和拋物反射面uwb輻射天線，實(shí)驗(yàn)時配合工作產(chǎn)生0.5～4.5ns脈沖寬度、320ps脈沖上升前沿、230ps脈沖后沿的uwb電磁脈沖，其頻譜范圍可從50mhz一直延伸到2ghz，峰值功率可達(dá)1gw。

17.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)包括吉赫茲橫電磁波室、信號源、定向耦合器、功率放大器、功率計、電磁輻射分析儀、計算機(jī)控制系統(tǒng)、攝像頭及監(jiān)視控制器，所述攝像頭和電磁輻射分析儀位于所述吉赫茲橫電磁波室內(nèi)，所述攝像頭與所述監(jiān)視控制器連接，所述電磁輻射分析儀與所述計算機(jī)控制系統(tǒng)連接，通過所述攝像頭及監(jiān)視控制器，能夠?qū)崟r監(jiān)測gtem室內(nèi)的放電情況及放電現(xiàn)象，對放電圖像進(jìn)行及時存儲；所述信號源的信號輸出端與所述功率放大器的信號輸入端連接，所述功率計的信號輸出端以及功率放大器的輸出端與所述定向耦合器連接，所述定向耦合器的輸出端與所述吉赫茲橫電磁波室的信號輸入端連接，通過功率計及電磁輻射分析儀可對電磁輻射環(huán)境進(jìn)行測量，及時反饋實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的各項(xiàng)參數(shù)大小，并通過計算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)節(jié)，以改變輻射環(huán)境的電磁場大小。

18.進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述高功率微波輻射系統(tǒng)包括高功率微波源、輻射天線、功率檢測裝置，所述功率檢測裝置用于對實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的磁場環(huán)境大小進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步調(diào)節(jié)以滿足不同場強(qiáng)輻射環(huán)境下的誘發(fā)實(shí)驗(yàn)；所述高功率微波輻射系統(tǒng)還包括平面吸波材料、誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺及反射聚焦面，平面吸波材料形成腔體結(jié)構(gòu)，所述輻射天線部分位于所述平面吸波材料形成腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺以及反射聚焦面位于所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，平面吸波材料會對作用波進(jìn)行吸收；反射聚焦面用于對作用波行進(jìn)行反射聚焦，以增強(qiáng)高功率微波輻射環(huán)境，放電模擬裝置置于誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺上，反射聚焦面反射高功率微波全部作用于誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺；信號源以及高功率微波源與所述輻射天線的信號輸入端連接，所述功率檢測裝置用于檢測所述高功率微波源輸出的功率。

19.采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：使用所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)電磁場誘發(fā)針-板電極放電實(shí)驗(yàn)時，可通過靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源、吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)及高功率微波輻射系統(tǒng)模擬四種不同電磁場輻照環(huán)境，通過高壓直流電源可調(diào)節(jié)放電針

的電極電壓，誘發(fā)針-板電極結(jié)構(gòu)發(fā)生靜電放電，通過電場強(qiáng)度檢測組件可測量針-板電極結(jié)構(gòu)的空間電磁場強(qiáng)度，通過電流測量器件可采集金屬板上的電流，以及放電針的放電電流，從而判斷針-板電極結(jié)構(gòu)是否放電及放電閾值，示波器用于顯示電場檢測組件測量的電場強(qiáng)度與電流測量器件所測量的電流值；通過滑動導(dǎo)軌設(shè)定金屬耦合板與針-板放電電極結(jié)構(gòu)的間距，通過調(diào)整旋緊螺母卡扣設(shè)定放電針與金屬板的放電間距，通過鏤空式移動滑軌固定放電針與金屬板的中心點(diǎn)位置，通過放電槍產(chǎn)生靜電電磁脈沖并通過金屬耦合板進(jìn)行耦合，對針-板電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻照。

20.由于裝置包含放電槍及金屬耦合板，可對電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行電磁場輻照，并可通過滑動導(dǎo)軌改變金屬耦合板與電極結(jié)構(gòu)的耦合作用間距；由于u型支架連接旋轉(zhuǎn)軸承外環(huán)與水平板為轉(zhuǎn)動連接，第一指針固定于旋轉(zhuǎn)軸承外環(huán)表面，且水平板設(shè)有角刻度，可通過轉(zhuǎn)動u型支架可以改變針-板電極的水平角度，設(shè)定實(shí)驗(yàn)水平角度；由于放電針通過旋緊螺母卡扣固定，可通過旋緊螺母卡扣更改鎖定放電針與金屬板的間距；由于旋緊螺母卡扣內(nèi)嵌于鏤空式滑軌中，可通過滑動旋緊螺母卡扣沿鏤空式滑軌水平移動，改變放電針置于金屬板上方的中心點(diǎn)位置；由于絕緣框與u型支架轉(zhuǎn)動連接，第二指針固定于絕緣框轉(zhuǎn)動連桿上，位于u型支架有角刻度的一側(cè)，轉(zhuǎn)動絕緣框可改變針-板電極的豎直角度，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可設(shè)定豎直角度；通過以上操作，可使靜電電磁脈沖誘發(fā)針-板電極放電實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)不同電磁輻照距離下針-板電極結(jié)構(gòu)任意角度且不同間距下的靜電放電，能夠使針-板電極結(jié)構(gòu)在磁場環(huán)境中實(shí)現(xiàn)全方位放電，滿足復(fù)雜空間環(huán)境的全真模擬，從而對電磁防護(hù)方法及放電規(guī)律進(jìn)行全面研究。

附圖說明

21.下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

22.圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的靜電電磁脈沖誘發(fā)針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

23.圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的靜電電磁脈沖誘發(fā)針-板電極放電模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

24.圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中超寬帶（uwb）電磁脈源的結(jié)構(gòu)示意圖；

25.圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)（gtem）的結(jié)構(gòu)示意圖；

26.圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中高功率微波（hpm）輻射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

27.其中：1、靜電放電模擬器；2、放電槍；3、金屬耦合板；4、針-板電極放電模擬裝置；401、旋緊螺母卡扣；402、鏤空式移動滑軌；403、絕緣框；404、放電針；405、金屬板；406、u型支架；407、第二指針；408、水平板；409、旋轉(zhuǎn)軸承；410、第一指針；411、氣動伸縮器；412、伸縮桿；413、插環(huán)卡扣；414、底座；415、支撐桿；416、移動滑索；417、滑動導(dǎo)軌；418、防脫節(jié)；5、示波器；6、電場強(qiáng)度測量探頭；7、光電轉(zhuǎn)換器；8、衰減器；9、環(huán)式電流采集器；10、高壓源；11、tesla變壓器；12、拋物面天線；13、亞納秒脈沖產(chǎn)生器；14、攝像頭；15、監(jiān)視控制器；16、計算機(jī)控制系統(tǒng)；17、電磁輻射分析儀；18、定向耦合器；19、功率放大器；20、信號源；21、功率計；22、屏蔽控制系統(tǒng)室；23、高功率微波源；24、輻射天線；25、功率檢測器；26、大氣環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)；27、誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺；28、平面吸波材料；29、反射聚焦面。

具體實(shí)施方式

28.下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

29.在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

30.如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源、吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)、高功率微波輻射系統(tǒng)、針-板電極放電模擬裝置以及檢測單元，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)或超寬帶微波源與所述針-板電極放電模擬裝置對立側(cè)，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源以及所述針-板電極放電模擬裝置放置與所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)內(nèi)，所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)，所述檢測單元用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行檢測。

31.值得注意的是，本實(shí)用新型提供了四種不同的誘發(fā)裝置，靜電電磁脈沖發(fā)射裝置、超寬帶電磁脈沖發(fā)射試驗(yàn)裝置、gtem平面波輻照裝置以及高功率微波輻射系統(tǒng)，通過四種不同的誘發(fā)實(shí)驗(yàn)裝置用以模擬不同條件下的強(qiáng)電磁場誘發(fā)環(huán)境，對強(qiáng)電磁場誘發(fā)針-板電極放電實(shí)驗(yàn)展開全面研究，有利于實(shí)驗(yàn)人員對磁場輻照環(huán)境下的靜電放電進(jìn)行探索分析。

32.如圖1-圖2所示，所述針-板電極放電實(shí)驗(yàn)裝置包括底座414，所述底座414可以可以使用金屬材料或非金屬材料進(jìn)行制作，需要其質(zhì)量較大，可以使其更穩(wěn)固；伸縮桿412的一端與底座414固定連接，伸縮桿412的另一端與旋轉(zhuǎn)軸承409的內(nèi)圈固定連接，所述伸縮桿412可以包括氣動伸縮器411，所述伸縮桿412上設(shè)有長度標(biāo)記，可通過所述氣動伸縮器411實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸承409在垂直方向上的高度調(diào)整，需要說明的是，所述氣動伸縮器411還可以為其它類型的伸縮器，比如，電動伸縮器，油動伸縮器等等，只要能夠滿足伸縮要求的器件即可；所述旋轉(zhuǎn)軸承409的外周固定連接有水平板408，所述旋轉(zhuǎn)軸承409的外圈的上端面上固定有u型支架406，所述水平板408以及u型支架406能夠圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸承409的軸心轉(zhuǎn)動，絕緣框403的下端與所述u型支架406可轉(zhuǎn)動的連接到一起。

33.放電針404可左右滑動的設(shè)置到所述絕緣框403的鏤空式移動滑軌2上，且所述鏤空式移動滑軌2水平設(shè)置，放電針404使用金屬材料進(jìn)行制作，所述放電針404下側(cè)的絕緣框403上固定有金屬板5，且所述金屬板5與所述放電針404之間保持有一定距離，且該距離可通過調(diào)整所述金屬板5的位置或調(diào)整放電針404的位置進(jìn)行調(diào)整；滑動導(dǎo)軌417的一端與所述底座414固定連接，支撐桿415的下端與所述滑動導(dǎo)軌417滑動連接，所述支撐桿415的上端與金屬耦合板16固定連接，所述金屬耦合板16與所述u型支架406相對設(shè)置，放電槍15通過所述金屬耦合板16產(chǎn)生靜電電磁脈沖，放電槍15與金屬耦合板16相互作用可產(chǎn)生靜電電磁脈沖對針-板電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻照，模擬復(fù)雜空間環(huán)境中的強(qiáng)電磁場，便于實(shí)驗(yàn)人員對磁場輻照環(huán)境下的靜電放電進(jìn)行研究分析。

34.進(jìn)一步的，如圖1、圖3和圖4所示，所述底座414的上端面固定有插環(huán)卡扣413，所述伸縮桿412的下端固定到所述插環(huán)卡扣413的內(nèi)圈，通過所述插環(huán)卡扣413固定到所述底座

414上，需要說明的是，所述伸縮桿412與所述底座414之間還可以通過其它結(jié)構(gòu)連接到一起，比如相互配合的卡扣結(jié)構(gòu)或其它具體結(jié)構(gòu)，在此不做贅述。此外，通過插環(huán)卡扣413可實(shí)現(xiàn)伸縮桿412與底座414之間的拆裝，避免實(shí)驗(yàn)人員由于裝置較大無法實(shí)現(xiàn)裝置移動搬運(yùn)，方便了所述裝置的使用。

35.進(jìn)一步的，如圖1所示，所述水平板408的上表面上設(shè)有角度刻度標(biāo)記，所述旋轉(zhuǎn)軸承409的外圈上固定有第一指針410，且所述第一指針410位于所述角度刻度標(biāo)記的上側(cè)，旋轉(zhuǎn)所述u型支架406即可轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)軸承409，所述第一指針410與所述u型支架406同步轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述角度刻度標(biāo)記可改變指定水平旋轉(zhuǎn)角度，水平角度調(diào)節(jié)范圍為0

°?

360

°

，即全周可調(diào)，便于實(shí)驗(yàn)人員對放電電極的水平角度進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，方便后期測量使用。

36.進(jìn)一步的，如圖1所示，所述放電針404通過旋緊螺母卡扣401可調(diào)節(jié)的設(shè)置到所述鏤空式移動滑軌2上，通過調(diào)節(jié)所述旋緊螺母卡扣401可調(diào)節(jié)所述放電針404的高低，從而改變所述放電針404與所述金屬板5的距離，放電針404與金屬板5之間的放電間距范圍為0cm-2cm，便于實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行不同放電間距下的實(shí)驗(yàn)研究。所述鏤空式移動滑軌2的內(nèi)槽上設(shè)有刻度標(biāo)記，所述旋緊螺母卡扣401能夠在所述鏤空式移動滑軌2上滑動，進(jìn)而改變所述放電針404與所述金屬板5放電的中心點(diǎn)位置。所述放電針404左右調(diào)整范圍的始端為絕緣框403設(shè)有第二指針407的一端，末端為與之對應(yīng)的另一端，長度調(diào)節(jié)范圍為0cm-10cm，一般實(shí)驗(yàn)時通過滑動固定于刻度為5.5cm位置，即中心點(diǎn)位置。需要說明的是，所述放電針404還可以通過其它具體形式的連接到所述鏤空式移動滑軌2，實(shí)現(xiàn)上下左右位置的調(diào)節(jié)。

37.進(jìn)一步的，如圖1所示，所述絕緣框403的底部設(shè)有第二指針407，所述u型支架406設(shè)有角度刻度標(biāo)記，所述絕緣框403的下端與所述u型支架406的外側(cè)之間通過轉(zhuǎn)軸連接，且所述轉(zhuǎn)軸外周的u型支架406上形成有角度標(biāo)記，旋轉(zhuǎn)所述絕緣框403即可改變放電針404與金屬板5構(gòu)成的放電機(jī)構(gòu)的豎直角度，第二指針407垂直指向水平板408的位置為零刻度，逆時針轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)為正，刻度標(biāo)記范圍為0

°?

90

°

，順時針轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)為負(fù)，刻度標(biāo)記范圍為0

°?

90

°

，由此針-板電極放電結(jié)構(gòu)在豎直方向上的可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)范圍為0

°?

180

°

，便于實(shí)驗(yàn)人員能夠?qū)︶?板電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎直方向上的轉(zhuǎn)動角度精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

38.進(jìn)一步的，如圖1所示，所述滑動導(dǎo)軌417上設(shè)有刻度標(biāo)記，所述移動滑索416可沿所述滑動導(dǎo)軌417滑動，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述金屬耦合板16與針-板電極結(jié)構(gòu)的誘發(fā)放電距離，可調(diào)節(jié)長度為0-1m。所述滑動導(dǎo)軌417的末端設(shè)有防脫節(jié)418，用于防止所述移動滑索416滑出所述滑動導(dǎo)軌417，對金屬耦合板造成毀壞，便于實(shí)驗(yàn)人員對輻照距離進(jìn)行預(yù)判。

39.因?yàn)橥ㄟ^所述裝置進(jìn)行靜電誘發(fā)放電等實(shí)驗(yàn)，因此所述裝置中，所述支撐桿415、水平板408、u型支架406、滑動導(dǎo)軌417、鏤空式移動滑軌2、旋緊螺母卡扣401、絕緣框403、第一指針410和第二指針407優(yōu)選使用尼龍材料制作而成。

40.所述放電槍2與垂直金屬耦合板3共同配合產(chǎn)生靜電電磁場輻照環(huán)境，工作時將所述放電槍2垂直指向于所述垂直金屬耦合板3，所述放電槍2與所述靜電放電模擬器1的輸出端相連接，所述垂直金屬耦合板3接地，所述靜電放電模擬器1可輸出正、負(fù)極性電壓0.2kv-30kv。

41.如圖1所示，所述檢測單元包括示波器5、電場強(qiáng)度檢測組件和電流測量器件，所述電流測量器件用于測量金屬板405與地之間的電流，用以對針-板電極靜電放電判斷及其放電閾值檢測，所述電場強(qiáng)度檢測組件用于測量針-板電極放電模擬裝置的電磁場強(qiáng)度，所述

電流測量器件和所述電場強(qiáng)度檢測組件與所述示波器5的信號輸入端連接；所述電場強(qiáng)度檢測組件包括電場強(qiáng)度測量探頭6及光電轉(zhuǎn)換器7，所述電場強(qiáng)度測量探頭6安裝于所述針-板電極放電模擬裝置側(cè)部，所述光電轉(zhuǎn)換器7的輸入端連接所述電場強(qiáng)度測量探頭6，所述光電轉(zhuǎn)換器7的輸出端與所述示波器5相連接；所述電流測量器件包括環(huán)式電流采集器9和衰減器8，所述針-板電極放電模擬裝置的金屬接地線穿過所述環(huán)式電流采集器9內(nèi)嵌于采流環(huán)中，所述衰減器8的輸入端連接至所述環(huán)式電流采集器9，輸出端與所述示波器5相連接。

42.如圖3所示，所述超寬帶微波源包括緊湊tesla型初級脈沖功率源11、peaking-chopping型高功率uwb亞納秒脈沖產(chǎn)生器13和拋物反射面uwb輻射天線24，實(shí)驗(yàn)時配合工作產(chǎn)生0.5～4.5ns脈沖寬度、320ps脈沖上升前沿、230ps脈沖后沿的uwb電磁脈沖，其頻譜范圍可從50mhz一直延伸到2ghz，峰值功率可達(dá)1gw。

43.如圖4所示，所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)包括吉赫茲橫電磁波室、信號源20、定向耦合器18、功率放大器19、功率計21、電磁輻射分析儀17、計算機(jī)控制系統(tǒng)16、攝像頭14及監(jiān)視控制器15，所述攝像頭14和電磁輻射分析儀17位于所述吉赫茲橫電磁波室內(nèi)，所述攝像頭14與所述監(jiān)視控制器15連接，所述電磁輻射分析儀17與所述計算機(jī)控制系統(tǒng)16連接，通過所述攝像頭14及監(jiān)視控制器15，能夠?qū)崟r監(jiān)測gtem室內(nèi)的放電情況及放電現(xiàn)象，對放電圖像進(jìn)行及時存儲；所述信號源20的信號輸出端與所述功率放大器19的信號輸入端連接，所述功率計21的信號輸出端以及功率放大器19的輸出端與所述定向耦合器18連接，所述定向耦合器18的輸出端與所述吉赫茲橫電磁波室的信號輸入端連接，通過功率計21及電磁輻射分析儀17可對電磁輻射環(huán)境進(jìn)行測量，及時反饋實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的各項(xiàng)參數(shù)大小，并通過計算機(jī)控制系統(tǒng)16進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)節(jié)，以改變輻射環(huán)境的電磁場大小。

44.如圖5所示，所述高功率微波輻射系統(tǒng)包括高功率微波源23、輻射天線24、功率檢測裝置25，所述功率檢測裝置25用于對實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的磁場環(huán)境大小進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步調(diào)節(jié)以滿足不同場強(qiáng)輻射環(huán)境下的誘發(fā)實(shí)驗(yàn)；所述高功率微波輻射系統(tǒng)還包括平面吸波材料28、誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺27及反射聚焦面29，平面吸波材料28形成腔體結(jié)構(gòu)，所述輻射天線24部分位于所述平面吸波材料28形成腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺27以及反射聚焦面29位于所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，平面吸波材料28會對作用波進(jìn)行吸收；反射聚焦面29用于對作用波行進(jìn)行反射聚焦，以增強(qiáng)高功率微波輻射環(huán)境，放電模擬裝置置于誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺27上，反射聚焦面29反射高功率微波全部作用于誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺27；信號源20以及高功率微波源23與所述輻射天線24的信號輸入端連接，所述功率檢測裝置25用于檢測所述高功率微波源23輸出的功率。

45.優(yōu)選的，所述超寬帶微波源輻照裝置包括緊湊tesla型初級脈沖功率源、peaking-chopping型高功率uwb亞納秒脈沖產(chǎn)生器和拋物反射面uwb輻射天線，實(shí)驗(yàn)時配合工作產(chǎn)生0.5～4.5ns脈沖寬度、320ps脈沖上升前沿、230ps脈沖后沿的uwb電磁脈沖，其頻譜范圍可從50mhz一直延伸到2ghz，峰值功率可達(dá)1gw。

46.進(jìn)一步的，所述超寬帶微波源可輻射出單次uwb電磁脈沖，也可輻射出最高重復(fù)頻率達(dá)100hz的uwb電磁脈沖串，能滿足不同重復(fù)頻率下超寬帶電磁脈沖誘發(fā)放電規(guī)律研究的需求。

47.優(yōu)選的，如圖4所示，所述吉赫茲橫電磁波室總長度為10米，最大高度為2米，主要

采用垂直極化方式，主要信號樣式是連續(xù)波及其調(diào)制信號，可產(chǎn)生9khz-18ghz范圍內(nèi)的頻率。

48.所述高功率微波輻射系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單次脈沖、脈沖串和多種重頻工作方式，輸出頻率為2.92ghz，輸出功率可調(diào)，重頻在1-1000hz內(nèi)可調(diào)，脈沖寬度10ns到20us可調(diào)。所述高功率微波輻射系統(tǒng)中大氣環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)26為尾部可打開的封閉柱形腔體，附帶真空、溫度、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可提供氣壓10-3

pa到105pa可調(diào)、熱沉溫度-40到60度可調(diào)、濕度可控、有效體積不小于4m2的柱形腔體大氣環(huán)境。

49.所述超寬帶電磁脈沖發(fā)射裝置底部設(shè)有滑動輪，便于運(yùn)輸搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，滑動輪設(shè)有卡扣制動，提高了超寬帶電磁脈沖發(fā)射裝置的穩(wěn)定性。

50.所述gtem平面波作為誘發(fā)裝置誘發(fā)針-板電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行放電時，示波器5、高壓源10等器件通過接線置于gtem小室外，減小了電磁干擾等影響，提高了試驗(yàn)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

51.所述高功率微波輻射系統(tǒng)采用多模圓口徑喇叭天線，起波束對稱性好，易于形成圓周對稱的聚焦場區(qū)，主波束具有很好的旋轉(zhuǎn)對稱性，絕大部分的輻射功率集中于主波內(nèi)。

52.所述電流測量器件由環(huán)式電流采集器9與衰減器8共同組成，所述針-板電極放電模擬裝置的金屬的接地線穿過所述環(huán)式電流采集器9內(nèi)嵌于采流環(huán)中，所述衰減器8的輸入端連接至所述環(huán)式電流采集器9，輸出端與所述示波器5相連接。

53.使用方法

54.使用所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)電磁場誘發(fā)針-板電極進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)時，通過滑動導(dǎo)軌設(shè)定金屬耦合板與針-板放電電極結(jié)構(gòu)的間距，通過調(diào)整旋緊螺母卡扣設(shè)定放電針與金屬板之間的放電間距，通過鏤空式移動滑軌固定放電針與金屬板的中心點(diǎn)位置，將放電針接入高壓電源，將金屬板接地。

55.使用靜電電磁脈沖作為誘發(fā)裝置對針-板電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行誘發(fā)放電時，環(huán)式電流采集器套接于金屬板接地線上，并連接至衰減器，經(jīng)過衰減器衰減后連接至示波器；電場強(qiáng)度測量探頭置于針-板電極結(jié)構(gòu)放電間隙一側(cè)，與光電轉(zhuǎn)換器相連接，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后連接至示波器，通過示波器觀察針-板電極結(jié)構(gòu)的放電情況。使放電槍接于靜電放電模擬器，并將放電槍槍頭指向金屬耦合板，通過金屬耦合板產(chǎn)生靜電電磁脈沖輻照環(huán)境，對放電電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行誘發(fā)放電，可通過滑動導(dǎo)軌改變金屬耦合板與針-板電極結(jié)構(gòu)的耦合作用間距；

56.使用超寬帶電磁脈沖作為誘發(fā)源誘發(fā)針-板電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜電放電時，需將靜電電磁脈沖發(fā)射裝置進(jìn)行替換，移除靜電放電模擬器及放電槍，卸下金屬耦合板及支撐桿，將超寬帶電磁脈沖發(fā)射裝置放置于靜電電磁脈沖輻照位置，通過調(diào)節(jié)變壓器電壓，由亞納秒脈沖產(chǎn)生器發(fā)射脈沖，并經(jīng)拋物面天線進(jìn)行輻照，模擬不同電磁場誘發(fā)環(huán)境；

57.利用gtem平面波進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)時，需將針-板電極放電模擬裝置放置于gtem小室內(nèi)，并通過連接線將檢測設(shè)備放置于gtem小室外，首先采用信號源產(chǎn)生小功率連續(xù)波或其調(diào)制信號，其次利用寬帶功率放大器將小功率信號進(jìn)行放大，然后通過定向耦合器將大功率信號饋入到gtem室輸入端口，最后gtem室將大功率信號轉(zhuǎn)化為輻射場信號，對針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行誘發(fā)放電；

58.利用高功率微波輻射系統(tǒng)進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)時，需將針-板電極放電模擬裝置放置于誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺區(qū)域，調(diào)節(jié)放電裝置高度，使得放電電極間隙正好處于微波反射聚焦的焦點(diǎn)處，微波源采用固態(tài)放大器推動多注速調(diào)管放大器的兩級放大鏈方案，用標(biāo)準(zhǔn)微波信

號源作為激勵源至固態(tài)功放，固態(tài)功放放大后經(jīng)環(huán)形器推動速調(diào)管，最終輸出1mw 峰值功率至負(fù)載，輻射場計算先用小信號微波標(biāo)定出腔體內(nèi)聚焦反射后形成的輻射場分布，再利用微波傳輸特性，實(shí)時在線監(jiān)測微波源輸出功率。

59.由于針-板放電模擬裝置的u型支架連接旋轉(zhuǎn)軸承外環(huán)與水平板為轉(zhuǎn)動連接，第一指針固定于旋轉(zhuǎn)軸承外圈表面，且水平板設(shè)有角刻度，可通過轉(zhuǎn)動u型支架改變針-板電極的水平角度，設(shè)定實(shí)驗(yàn)水平角度；可通過旋緊螺母卡扣更改鎖定放電針與金屬板之間的間距，可通過滑動旋緊螺母卡扣沿鏤空式滑軌水平移動，改變放電針置于金屬板上方的中心點(diǎn)位置；由于絕緣框與u型支架轉(zhuǎn)動連接，第二指針固定于絕緣框轉(zhuǎn)動連桿上，位于u型支架有角刻度的一側(cè)，轉(zhuǎn)動絕緣框可改變針-板電極的豎直角度，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可設(shè)定豎直角度；通過以上操作，可使所述裝置實(shí)現(xiàn)不同電磁輻照距離下針-板電極結(jié)構(gòu)任意角度且不同間距下的靜電放電實(shí)驗(yàn)，能夠使針-板電極結(jié)構(gòu)在磁場環(huán)境中實(shí)現(xiàn)全方位放電，滿足復(fù)雜空間環(huán)境的全真模擬，從而對電磁防護(hù)方法及放電規(guī)律進(jìn)行全面研究。

60.具體的，在此詳細(xì)說明如何通過本實(shí)用新型設(shè)定輻照角度：設(shè)定輻照角度為γ，旋轉(zhuǎn)軸承沿水平板旋轉(zhuǎn)第一指針指向的角度為α，即水平角度，絕緣框沿u型支架旋轉(zhuǎn)第二指針指向的角度為β，即垂直角度，則輻照角度γ的求解公式為：，通過改變α與β的角度即可改變輻照角度，進(jìn)行任意輻照角度的強(qiáng)電磁場與針-板電極結(jié)構(gòu)相互作用實(shí)驗(yàn)，便于研究人員對電磁防護(hù)方法及放電規(guī)律進(jìn)行全面研究。技術(shù)特征：

1.一種針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：包括靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源、吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)、高功率微波輻射系統(tǒng)、針-板電極放電模擬裝置以及檢測單元，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)或超寬帶微波源與所述針-板電極放電模擬裝置對立側(cè)，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源以及所述針-板電極放電模擬裝置放置與所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)內(nèi)，所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)，所述檢測單元用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行檢測；所述針-板電極放電模擬裝置包括底座（414），伸縮桿（412）的一端與底座（414）固定連接，伸縮桿（412）的另一端與旋轉(zhuǎn)軸承（409）的內(nèi)圈固定連接，所述旋轉(zhuǎn)軸承（409）的外周固定連接有水平板（408），所述旋轉(zhuǎn)軸承（409）的外圈的上端面上固定有u型支架（406），所述水平板（408）以及u型支架（406）能夠圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸承（409）的軸心轉(zhuǎn)動，絕緣框（403）的下端與所述u型支架（406）可轉(zhuǎn)動的連接到一起，放電針（404）可左右滑動的設(shè)置到所述絕緣框（403）的鏤空式移動滑軌（402）上，且所述鏤空式移動滑軌（402）水平設(shè)置，所述放電針（404）下側(cè)的絕緣框（403）上固定有金屬板（405），且所述金屬板（405）與所述放電針（404）之間保持有一定距離，且該距離可通過調(diào)整所述金屬板（405）的位置或調(diào)整放電針（404）的位置進(jìn)行調(diào)整，滑動導(dǎo)軌（417）的一端與所述底座（414）固定連接，支撐桿（415）的下端與所述滑動導(dǎo)軌（417）滑動連接，所述支撐桿（415）的上端與金屬耦合板（3）固定連接，所述金屬耦合板（3）與所述u型支架（406）相對設(shè)置，放電槍（2）通過所述金屬耦合板（3）產(chǎn)生靜電電磁脈沖，通過所述金屬耦合板（3）輻照靜電電磁脈沖模擬空間電磁場；所述放電槍（2）與所述針-板電極放電模擬裝置的垂直金屬耦合板（3）共同配合產(chǎn)生靜電電磁場輻照環(huán)境，工作時將所述放電槍（2）垂直指向于所述垂直金屬耦合板（3），所述放電槍（2）與靜電放電模擬器（1）的輸出端相連接，所述垂直金屬耦合板（3）接地，所述靜電放電模擬器（1）可輸出正、負(fù)極性電壓0.2kv-30kv。2.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述底座（414）的上端面固定有插環(huán)卡扣（413），所述伸縮桿（412）的下端固定到所述插環(huán)卡扣（413）的內(nèi)圈，通過所述插環(huán)卡扣（413）固定到所述底座（414）上；所述伸縮桿（412）包括氣動伸縮器（411），所述伸縮桿（412）上設(shè)有長度標(biāo)記，可通過所述氣動伸縮器（411）實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸承（409）在垂直方向上的高度調(diào)整。3.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述水平板（408）的上表面上設(shè)有角度刻度標(biāo)記，所述旋轉(zhuǎn)軸承（409）的外圈上固定有第一指針（410），且所述第一指針（410）位于所述角度刻度標(biāo)記的上側(cè)，旋轉(zhuǎn)所述u型支架（406）即可轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)軸承（409），所述第一指針（410）與所述u型支架（406）同步轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述角度刻度標(biāo)記可改變指定水平旋轉(zhuǎn)角度，水平角度調(diào)節(jié)范圍為0

°?

360

°

；所述放電針（404）通過旋緊螺母卡扣（401）可調(diào)節(jié)的設(shè)置到所述鏤空式移動滑軌（402）上，通過調(diào)節(jié)所述旋緊螺母卡扣（401）可調(diào)節(jié)所述放電針（404）的高低，從而改變所述放電針（404）與所述金屬板（405）的距離，放電針（404）與金屬板（405）之間的放電間距范圍為0cm-2cm。4.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述絕緣框（403）的底部設(shè)有第二指針（407），所述u型支架（406）設(shè)有角度刻度標(biāo)記，所述絕緣框（403）的下端與所述u型支架（406）的外側(cè)之間通過轉(zhuǎn)軸連接，且所述轉(zhuǎn)軸外周的u型支架（406）上形成有角度

標(biāo)記，旋轉(zhuǎn)所述絕緣框（403）即可改變放電針（404）與金屬板（405）構(gòu)成的放電機(jī)構(gòu)的豎直角度，可根據(jù)所述u型支架（406）上的角刻度標(biāo)記實(shí)現(xiàn)豎直角度0

°?

180

°

內(nèi)任意角度調(diào)節(jié)。5.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述鏤空式移動滑軌（402）的內(nèi)槽上設(shè)有刻度標(biāo)記，旋緊螺母卡扣（401）能夠在所述鏤空式移動滑軌（402）上滑動，進(jìn)而改變所述放電針（404）與所述金屬板（405）放電的中心點(diǎn)位置；所述滑動導(dǎo)軌（417）上設(shè)有刻度標(biāo)記，移動滑索（416）可沿所述滑動導(dǎo)軌（417）滑動，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述金屬耦合板（3）與針-板電極結(jié)構(gòu)的誘發(fā)放電距離，可調(diào)節(jié)長度為0-1m；所述滑動導(dǎo)軌（417）的末端設(shè)有防脫節(jié)（418），用于防止所述移動滑索（416）滑出所述滑動導(dǎo)軌（417）；所述支撐桿（415）、水平板（408）、u型支架（406）、滑動導(dǎo)軌（417）、鏤空式移動滑軌（402）、旋緊螺母卡扣（401）、絕緣框（403）、第一指針（410）和第二指針（407）均使用尼龍材料制作而成。6.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述檢測單元包括示波器（5）、電場強(qiáng)度檢測組件和電流測量器件，所述電流測量器件用于測量金屬板（405）與地之間的電流，用以對針-板電極靜電放電判斷及其放電閾值檢測，所述電場強(qiáng)度檢測組件用于測量針-板電極放電模擬裝置的電磁場強(qiáng)度，所述電流測量器件和所述電場強(qiáng)度檢測組件與所述示波器（5）的信號輸入端連接；所述電場強(qiáng)度檢測組件包括電場強(qiáng)度測量探頭（6）及光電轉(zhuǎn)換器（7），所述電場強(qiáng)度測量探頭（6）安裝于所述針-板電極放電模擬裝置側(cè)部，所述光電轉(zhuǎn)換器（7）的輸入端連接所述電場強(qiáng)度測量探頭（6），所述光電轉(zhuǎn)換器（7）的輸出端與所述示波器（5）相連接；所述電流測量器件包括環(huán)式電流采集器（9）和衰減器（8），所述針-板電極放電模擬裝置的金屬接地線穿過所述環(huán)式電流采集器（9）內(nèi)嵌于采流環(huán)中，所述衰減器（8）的輸入端連接至所述環(huán)式電流采集器（9），輸出端與所述示波器（5）相連接。7.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述超寬帶微波源包括緊湊tesla型初級脈沖功率源（11）、peaking-chopping型高功率uwb亞納秒脈沖產(chǎn)生器（13）和拋物反射面uwb輻射天線（24），實(shí)驗(yàn)時配合工作產(chǎn)生0.5～4.5ns脈沖寬度、320ps脈沖上升前沿、230ps脈沖后沿的uwb電磁脈沖，其頻譜范圍可從50mhz一直延伸到2ghz，峰值功率可達(dá)1gw。8.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)包括吉赫茲橫電磁波室、信號源（20）、定向耦合器（18）、功率放大器（19）、功率計（21）、電磁輻射分析儀（17）、計算機(jī)控制系統(tǒng)（16）、攝像頭（14）及監(jiān)視控制器（15），所述攝像頭（14）和電磁輻射分析儀（17）位于所述吉赫茲橫電磁波室內(nèi)，所述攝像頭（14）與所述監(jiān)視控制器（15）連接，所述電磁輻射分析儀（17）與所述計算機(jī)控制系統(tǒng)（16）連接，通過所述攝像頭（14）及監(jiān)視控制器（15），能夠?qū)崟r監(jiān)測gtem室內(nèi)的放電情況及放電現(xiàn)象，對放電圖像進(jìn)行及時存儲；所述信號源（20）的信號輸出端與所述功率放大器（19）的信號輸入端連接，所述功率計（21）的信號輸出端以及功率放大器（19）的輸出端與所述定向耦合器（18）連接，所述定向耦合器（18）的輸出端與所述吉赫茲橫電磁波室的信號輸入端連接，通過功率計（21）及電磁輻射分析儀（17）可對電磁輻射環(huán)境進(jìn)行測量，及時反饋實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的各項(xiàng)參數(shù)大小，并通過計算機(jī)控制系統(tǒng)（16）進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)節(jié)，以改變輻射環(huán)境的電磁場大小。9.如權(quán)利要求1所述的針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述高功率微波輻射系統(tǒng)包括高功率微波源（23）、輻射天線（24）、功率檢測裝置（25），所述功率檢測裝置（25）用于

對實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的磁場環(huán)境大小進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步調(diào)節(jié)以滿足不同場強(qiáng)輻射環(huán)境下的誘發(fā)實(shí)驗(yàn)；所述高功率微波輻射系統(tǒng)還包括平面吸波材料（28）、誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺（27）及反射聚焦面（29），平面吸波材料（28）形成腔體結(jié)構(gòu)，所述輻射天線（24）部分位于所述平面吸波材料（28）形成腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺（27）以及反射聚焦面（29）位于所述腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，平面吸波材料（28）會對作用波進(jìn)行吸收；反射聚焦面（29）用于對作用波行進(jìn)行反射聚焦，以增強(qiáng)高功率微波輻射環(huán)境，放電模擬裝置置于誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺（27）上，反射聚焦面（29）反射高功率微波全部作用于誘發(fā)放電實(shí)驗(yàn)平臺（27）；信號源（20）以及高功率微波源（23）與所述輻射天線（24）的信號輸入端連接，所述功率檢測裝置（25）用于檢測所述高功率微波源（23）輸出的功率。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型公開了一種針-板電極放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源、吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)、高功率微波輻射系統(tǒng)、針-板電極放電模擬裝置以及檢測單元，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)或超寬帶微波源與所述針-板電極放電模擬裝置對立側(cè)，所述靜電電磁脈沖發(fā)射系統(tǒng)、超寬帶微波源以及所述針-板電極放電模擬裝置放置與所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)內(nèi)，所述吉赫茲橫電磁波系統(tǒng)或高功率微波輻射系統(tǒng)用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)，所述檢測單元用于對所述針-板電極放電模擬裝置進(jìn)行檢測。所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種誘發(fā)輻照環(huán)境下的電磁場誘發(fā)放電，功能多樣，使用便捷。使用便捷。使用便捷。

技術(shù)研發(fā)人員：張巖 蓋祥虎

受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北科技大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2022.01.26

技術(shù)公布日：2022/8/2