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近些年,随着计算机技术的高速发展,计算机设备集成化的趋势越来越明显。一方面,计算机设备小型化和多功能化的程度不断提高,使众多小型化计算机已具备无线通信功能,另一方面,复杂的电磁环境导致计算机设备所面临的威胁日益加剧,尤其是电磁脉冲武器的迅猛发展,其产生的强电磁脉冲可对计算机设备产生不可逆的严重损伤。因此,计算机设备的强电磁脉冲防护技术是保证其在复杂电磁环境中正常工作的重要一环。 针对现有防护手段无法满足将信号收发与电磁脉冲屏蔽相兼容的问题,本文设计了一种新型的防护材料——Y形能量自适应表面。并以实现能量域上的“选择特性”作为切入点,基于表面阻抗及传输线理论,分别从系统分析、结构设计以及实验验证三个方面对基于能量自适应表面的电磁脉冲防护技术进行了探讨和研究。论文的主要研究工作如下: 1.分析了现有电磁脉冲防护手段的不足与缺陷,并对能量自适应表面的基本理论和设计思路进行了研究,设计了整体仿真流程,并对所设计的仿真流程进行合理性验证。为能量自适应表面的设计和优化提供指导; 2.针对能量自适应表面中金属导体单元和阻抗自适应单元这两个关键模块进行了详细的仿真分析,得到了满足需求的设计方案。利用CST微波工作室对整体设计进行了仿真分析,重点关注插入损耗(IL)和屏蔽效能(SE)两项防护性能指标,并对前期设计方案进行了进一步的优化与改进; 3.在Simulink中搭建了四种基于不同调制方式的通信链路,对能量自适应表面应用于通信链路防护时对于通信误码率的影响进行了仿真分析。仿真结果显示,能量自适应表面能够较好的满足防护需求; 4.提出了能量自适应表面实物的详细设计方案,搭建了基于电磁脉冲辐照系统的测试平台,完成了对所制作能量自适应表面的防护性能测试。测试结果显示,能量自适应表面实现了“选择性”防护,验证了本文的设计思路。 通过最终的仿真及实验结果可知,本文所设计的Y形能量自适应表面不仅可对高功率电磁脉冲进行有效屏蔽,且对于正常通信电磁波保持较低的插入损耗,相比于传统防护方式具有更好的适应性。本文的研究工作和成果对于计算机电磁脉冲防护以及超材料的应用研究都具有一定的指导意义。