抗辐射集成电路概论精选(九篇)

第1篇：抗辐射集成电路概论范文

摘要：随着现代科技的高速发展，一种看不见、摸不着的污染源日益受到各界的关注，这就是被人们称为“隐形杀手”的电磁辐射。近年来电磁辐射污染源急剧增加，于是大家都关心电子产品所衍生的辐射对人体健康的影响。与信息时代的人们关系最大的要数电脑辐射了，目前各种预防措施也渐渐浮出水面，这表现出了人们对于身体健康的强烈愿望。

关键词：电磁辐射电脑辐射人体健康

关键词：电磁辐射电脑辐射人体健康

0 引言

0 引言

电子产品盛行的信息时代，人们充分享受到由电子产品带来的乐趣、便利。电脑、手机等最具代表性的电子产品更是深入到了千万户家庭，但是人们对其所存在的健康隐患又了解多少呢？经过多方资料查询，此论文就电脑辐射给予简单的描述，以及个人见解的表述。

电子产品盛行的信息时代，人们充分享受到由电子产品带来的乐趣、便利。电脑、手机等最具代表性的电子产品更是深入到了千万户家庭，但是人们对其所存在的健康隐患又了解多少呢？经过多方资料查询，此论文就电脑辐射给予简单的描述，以及个人见解的表述。

1 电脑辐射的来源

1 电脑辐射的来源

1.1 辐射的概念 每当人们听到辐射这个词时都会感到害怕，因为辐射无色无味，无声无臭，看不见，摸不着。‘辐射’这个词最容易让人联想起的就是原子弹、核污染等危险，比如说，前不久日本的核泄漏事件发生时，社会上出现的“抢盐”现象就是人们极度害怕辐射的一种最直接的表现。

1.1 辐射的概念 每当人们听到辐射这个词时都会感到害怕，因为辐射无色无味，无声无臭，看不见，摸不着。‘辐射’这个词最容易让人联想起的就是原子弹、核污染等危险，比如说，前不久日本的核泄漏事件发生时，社会上出现的“抢盐”现象就是人们极度害怕辐射的一种最直接的表现。

其实，人们大概不知道，在自然界中存在的物体，只要它的自身温度在绝对温度零度以上，都会以电磁波的形式不停地向外界传送能量，这种传送能量的方式就称为辐射。

其实，人们大概不知道，在自然界中存在的物体，只要它的自身温度在绝对温度零度以上，都会以电磁波的形式不停地向外界传送能量，这种传送能量的方式就称为辐射。

1.2 辐射污染 当人们在辐射源集中的环境中工作、学习、生活时，容易头疼、失眠、视力下降等，其癌细胞的生长速度也比正常人快二十四倍，这是因为人们受到辐射污染的危害。

1.2 辐射污染 当人们在辐射源集中的环境中工作、学习、生活时，容易头疼、失眠、视力下降等，其癌细胞的生长速度也比正常人快二十四倍，这是因为人们受到辐射污染的危害。

在我们的生活环境中，辐射无处不在！家里的电器、信号塔、自然环境等都是辐射源的存在地。但是只有当辐射强度超过某个限度的时候才称得上是辐射污染，在辐射低于人类的承受范围内时人们不会感觉明显的身体不适。

在我们的生活环境中，辐射无处不在！家里的电器、信号塔、自然环境等都是辐射源的存在地。但是只有当辐射强度超过某个限度的时候才称得上是辐射污染，在辐射低于人类的承受范围内时人们不会感觉明显的身体不适。

因为每个人对于辐射的自身抵抗能力存在差异，所以并不是所有人在辐射超标的环境下生活都会出现上述现象的，也就是说辐射污染并不是草木皆兵的。

因为每个人对于辐射的自身抵抗能力存在差异，所以并不是所有人在辐射超标的环境下生活都会出现上述现象的，也就是说辐射污染并不是草木皆兵的。

1.3 电脑辐射 随着科技的进步，人们进入信息时代。电脑的问世让人们的时间瞬间变小，我们能用它实现网络交流。在网络世界中，人们能及时掌握全球资讯，进而，人类的生活已离不开电脑。但是世界万物的存在，有利必有弊。电脑给人们的生活带来便捷、乐趣的同时也埋下了对人类健康的隐患。

1.3 电脑辐射 随着科技的进步，人们进入信息时代。电脑的问世让人们的时间瞬间变小，我们能用它实现网络交流。在网络世界中，人们能及时掌握全球资讯，进而，人类的生活已离不开电脑。但是世界万物的存在，有利必有弊。电脑给人们的生活带来便捷、乐趣的同时也埋下了对人类健康的隐患。

电脑对人们身体健康最大的危害当属电脑辐射，电脑辐射就是我们常听到的电磁辐射，电磁辐射的来源主要包括CRT显示器、机箱、键盘以及音箱等。虽然显示器的屏幕都是含铅玻璃制成的，能够遮挡一定的辐射，但显示器的两侧和后部都是没有屏蔽的。因此，它工作时，其内部的高频电子栓、偏转线圈、变压器以及周边电路都会产生诸如电离辐射（低能X射线），非电离辐射（低频、高频辐射），静电电场、光辐射（紫外线、红外线和可见光等）等多种射线及电磁波。此外，主机机箱的主板、CPU、显卡、声卡等设备工作时也会产生辐射[1]。

电脑对人们身体健康最大的危害当属电脑辐射，电脑辐射就是我们常听到的电磁辐射，电磁辐射的来源主要包括CRT显示器、机箱、键盘以及音箱等。虽然显示器的屏幕都是含铅玻璃制成的，能够遮挡一定的辐射，但显示器的两侧和后部都是没有屏蔽的。因此，它工作时，其内部的高频电子栓、偏转线圈、变压器以及周边电路都会产生诸如电离辐射（低能X射线），非电离辐射（低频、高频辐射），静电电场、光辐射（紫外线、红外线和可见光等）等多种射线及电磁波。此外，主机机箱的主板、CPU、显卡、声卡等设备工作时也会产生辐射[1]。

2 电脑辐射的危害

2 电脑辐射的危害

电磁辐射和电磁辐射污染是两个概念，任何带电体都有电磁辐射，当电磁辐射强度超过国家标准，就会产生负面效应，才会引起人体的不同病变和危害。

电磁辐射和电磁辐射污染是两个概念，任何带电体都有电磁辐射，当电磁辐射强度超过国家标准，就会产生负面效应，才会引起人体的不同病变和危害。

对长期在电脑前工作的人们来说，电脑辐射已经给我们的身体健康带来一些不利的影响，给我们的工作生活学习带来了一些烦恼。第一、电脑辐射对我们伤害最大的首先是眼睛。电脑屏幕发出的光，这光里面含有大量不规则频率的高能短波蓝光，这些短波蓝光有着极高的能量，能够直达我们的视网膜，使之产生自由基，导致视网膜色素上皮细胞衰亡，从而引起视力损伤。第二、皮肤出现黄斑或者过敏，皮肤衰老加快。电脑辐射污染会引起人的分泌系统紊乱，导致皮肤代谢不规律，加快了皮肤衰老。第三、降低孕妇、儿童、老年体弱者的免疫力，特别对胎儿损害更大。电磁辐射对胚胎而言，会阻碍其早期的细胞分裂，甚至造成细胞死亡，同时还会阻止胎盘的正常发育。受到强电磁辐射时孕妇有可能会流产，也可能造成胎儿肢体缺损或畸形，婴儿智力低下，新生儿抵抗力弱。第四、诱发癌细胞。人体内本身存在的癌细胞在电脑辐射的污染下被激活的概率大大增加，增加人们患癌症的机率。

对长期在电脑前工作的人们来说，电脑辐射已经给我们的身体健康带来一些不利的影响，给我们的工作生活学习带来了一些烦恼。第一、电脑辐射对我们伤害最大的首先是眼睛。电脑屏幕发出的光，这光里面含有大量不规则频率的高能短波蓝光，这些短波蓝光有着极高的能量，能够直达我们的视网膜，使之产生自由基，导致视网膜色素上皮细胞衰亡，从而引起视力损伤。第二、皮肤出现黄斑或者过敏，皮肤衰老加快。电脑辐射污染会引起人的分泌系统紊乱，导致皮肤代谢不规律，加快了皮肤衰老。第三、降低孕妇、儿童、老年体弱者的免疫力，特别对胎儿损害更大。电磁辐射对胚胎而言，会阻碍其早期的细胞分裂，甚至造成细胞死亡，同时还会阻止胎盘的正常发育。受到强电磁辐射时孕妇有可能会流产，也可能造成胎儿肢体缺损或畸形，婴儿智力低下，新生儿抵抗力弱。第四、诱发癌细胞。人体内本身存在的癌细胞在电脑辐射的污染下被激活的概率大大增加，增加人们患癌症的机率。

3 预防电脑辐射的方法

3 预防电脑辐射的方法

3.1 电脑摆放物理位置 在网上有数据显示，电脑辐射最强的就是电脑的后部，其次是它的两侧，而被我们认为是辐射最强的显示屏，事实证明它的辐射最弱。所以有专家建议，PC机使用者应与显示屏保持不少于70厘米的距离，电脑两侧和后部应与他人保持不少于120厘米的距离。

3.1 电脑摆放物理位置 在网上有数据显示，电脑辐射最强的就是电脑的后部，其次是它的两侧，而被我们认为是辐射最强的显示屏，事实证明它的辐射最弱。所以有专家建议，PC机使用者应与显示屏保持不少于70厘米的距离，电脑两侧和后部应与他人保持不少于120厘米的距离。

但是生活中，由于工作空间的限制，很多人在所处的工作和生活环境中要实现与辐射源保持一定距离有困难，这时我们只好采取其他的防护措施。

但是生活中，由于工作空间的限制，很多人在所处的工作和生活环境中要实现与辐射源保持一定距离有困难，这时我们只好采取其他的防护措施。

3.2 电脑及时更新换代 电脑使用者应该会有这样的感觉，一台电脑使用时间越久，它的运行速度就会明显变慢。使用者的眼睛会很觉疲劳，精神消耗也会增加。这都是电脑辐射增强的表现，在同距离、同类机型的条件下，一般是新电脑的1－2倍。只要使用者及时更换新的电脑，就能避免这种现象的产生。

3.2 电脑及时更新换代 电脑使用者应该会有这样的感觉，一台电脑使用时间越久，它的运行速度就会明显变慢。使用者的眼睛会很觉疲劳，精神消耗也会增加。这都是电脑辐射增强的表现，在同距离、同类机型的条件下，一般是新电脑的1－2倍。只要使用者及时更换新的电脑，就能避免这种现象的产生。

3.3 改善使用者对电脑的养护 电脑虽然是无生命物质，但是使用者也要对电脑做好清洁工作，比如说机箱除尘、屏幕清洁。电脑机箱除尘能使它及时散热，加快电脑本身的运行速度。清洁电脑屏幕能清晰画面，对使用者的眼睛起到保护作用。

3.3 改善使用者对电脑的养护 电脑虽然是无生命物质，但是使用者也要对电脑做好清洁工作，比如说机箱除尘、屏幕清洁。电脑机箱除尘能使它及时散热，加快电脑本身的运行速度。清洁电脑屏幕能清晰画面，对使用者的眼睛起到保护作用。

3.4 从饮食上防护 胡萝卜、白菜、豆芽、豆腐、红枣、橘子以及牛奶、鸡蛋、动物肝脏、瘦肉等食物，含有丰富的维生素A和蛋白质，可以补充人体内维生素A和蛋白质，对视力有保护作用。茶叶中的茶多酚、茶、螺旋藻、沙棘油也具有抗辐射的作用，、有利于吸收与抵抗放射性物质，起到抵抗电脑辐射和调节身体功能的作用。

3.4 从饮食上防护 胡萝卜、白菜、豆芽、豆腐、红枣、橘子以及牛奶、鸡蛋、动物肝脏、瘦肉等食物，含有丰富的维生素A和蛋白质，可以补充人体内维生素A和蛋白质，对视力有保护作用。茶叶中的茶多酚、茶、螺旋藻、沙棘油也具有抗辐射的作用，、有利于吸收与抵抗放射性物质，起到抵抗电脑辐射和调节身体功能的作用。

香蕉中的钾能帮助人体排出多余盐分，使身体达到钾钠平衡状态，能缓解眼睛的不适症状。与此同时，香蕉中含有大量β胡萝卜素，可防止人体因缺乏这种物质而产生的眼睛疼痛、干涩、眼珠无光、失水少神。

香蕉中的钾能帮助人体排出多余盐分，使身体达到钾钠平衡状态，能缓解眼睛的不适症状。与此同时，香蕉中含有大量β胡萝卜素，可防止人体因缺乏这种物质而产生的眼睛疼痛、干涩、眼珠无光、失水少神。

油菜、青菜、芥菜、卷心菜、萝卜等十字花科蔬菜，不仅是人们餐桌上常见的可口菜肴，而且还具有防辐射损伤的功能。

油菜、青菜、芥菜、卷心菜、萝卜等十字花科蔬菜，不仅是人们餐桌上常见的可口菜肴，而且还具有防辐射损伤的功能。

3.5 借助他物降低辐射 降低辐射最简单的办法就是在电脑前摆上一盆仙人掌，因为仙人掌可有效的吸收电脑辐射，而且仙人掌的市场价值便宜，所以这也是电脑使用者最常采用的办法之一。

3.5 借助他物降低辐射 降低辐射最简单的办法就是在电脑前摆上一盆仙人掌，因为仙人掌可有效的吸收电脑辐射，而且仙人掌的市场价值便宜，所以这也是电脑使用者最常采用的办法之一。

当然，人们也可以借助现在先进的科技水平更有效的预防电脑辐射对人体造成的危害。例如，由特殊纤维制成的防辐射外衣、马甲、围裙、孕妇装等，具有较好的防电磁辐射、抗静电作用。防辐射屏：具有防辐射、防静电、防强光等多种作用，对保护视力也有一定的效果。防辐射眼镜：携带方便，价格适中，没有超过大部分电脑使用者的购买能力，市场前景好，发展空间大，便于推广。电脑辐射消除器：价防辐射效果最好，但由于价格昂贵，难于在电脑使用者中推广。

当然，人们也可以借助现在先进的科技水平更有效的预防电脑辐射对人体造成的危害。例如，由特殊纤维制成的防辐射外衣、马甲、围裙、孕妇装等，具有较好的防电磁辐射、抗静电作用。防辐射屏：具有防辐射、防静电、防强光等多种作用，对保护视力也有一定的效果。防辐射眼镜：携带方便，价格适中，没有超过大部分电脑使用者的购买能力，市场前景好，发展空间大，便于推广。电脑辐射消除器：价防辐射效果最好，但由于价格昂贵，难于在电脑使用者中推广。

3.6 科技创新 部分电脑使用者还可以应用自身所具备的知识技能设计出一款适合自己使用的防辐射产品，这既能省去购买其他产品产生的高额费用，又能恰到好处的利用自己的创新思维，发挥个人的设计才干。

3.6 科技创新 部分电脑使用者还可以应用自身所具备的知识技能设计出一款适合自己使用的防辐射产品，这既能省去购买其他产品产生的高额费用，又能恰到好处的利用自己的创新思维，发挥个人的设计才干。

4 结束语

4 结束语

随着信息时代的到来，计算机逐渐成为人们的宠儿，但是它所带来的安全隐患不得不引起重视。虽然，人们对于电脑辐射已经有了预防意识，但是还应该更加强化，要让电脑辐射对人类的危害降到最低，这需要的是电脑生产商严格按照国家标准制造，需要电脑使用者培养自己良好的使用习惯。在购买电脑时应该选定辐射低的，要降低连续使用电脑工作、娱乐的时间，多食用一些抗辐射的食品。只要人们保持良好的生活习惯，加强体质锻炼，加上对电脑辐射的防护意识就能避免忍受电脑辐射带来的身心折磨。

随着信息时代的到来，计算机逐渐成为人们的宠儿，但是它所带来的安全隐患不得不引起重视。虽然，人们对于电脑辐射已经有了预防意识，但是还应该更加强化，要让电脑辐射对人类的危害降到最低，这需要的是电脑生产商严格按照国家标准制造，需要电脑使用者培养自己良好的使用习惯。在购买电脑时应该选定辐射低的，要降低连续使用电脑工作、娱乐的时间，多食用一些抗辐射的食品。只要人们保持良好的生活习惯，加强体质锻炼，加上对电脑辐射的防护意识就能避免忍受电脑辐射带来的身心折磨。

参考文献：

参考文献：

[1]李晓静.谈电子阅览室内女性工作者如何应对电脑辐射[J].中国学术期刊（光盘版）电子杂志社，1002-1248（2009）11-0244-03.

[1]李晓静.谈电子阅览室内女性工作者如何应对电脑辐射[J].中国学术期刊（光盘版）电子杂志社，1002-1248（2009）11-0244-03.

[2]王国健.电脑辐射，不容忽视的健康杀手[J].网络与信息，2010，(11).

[2]王国健.电脑辐射，不容忽视的健康杀手[J].网络与信息，2010，(11).

[3]电脑一族必吃的防辐射食物[J].天津社会保险，2011，（03）.食物[J].天津社会保险，2011，（03）.

[4]胡萝卜.巧防电脑辐射[J].湖南农机，2008，(12).

[4]胡萝卜.巧防电脑辐射[J].湖南农机，2008，(12).

[5]钱静庄.辐射对健康的影响及其预防[J].检察风云，2011，(07).

[5]钱静庄.辐射对健康的影响及其预防[J].检察风云，2011，(07).

[6]9个办法赶走辐射侵袭[J].农村实用技术，2009，(12).

[6]9个办法赶走辐射侵袭[J].农村实用技术，2009，(12).

该课题为浙江省新苗人才资助项目（项目号：2011R429017）。

第2篇：抗辐射集成电路概论范文

传媒通信系统的中波覆盖传输中，电台天线发射效率的高低直接影响着用户的收听与收看质量。然而在现实生活中，台站往往只重视节目是否能够播出，而不是特别关心节目播出质量的好坏。这种做法是极为不正确的，本文将主要对中波发射中天线引起的几个常见问题进行分析与研究，希望能够对于进一步提高台站节目的播出质量具有一定的促进作用。

【关键词】中波天线 发射 常见问题

在中波发射机以及中波发射机的输出电路、馈管、发射天线以及天调网络系统中，天线作为终端负载结构，其发挥作用的效率好坏对于整个发射系统的效率具有十分重要的决定性作用，作为兼具电路器件与空间插件作用的天线，能够为电路与空间起到搭建平面的作用。本文将主要对中波天线发射中引起的几个常见问题进行研究与探讨。

1 中波天线概述

天线作为数据信号传输的一种媒介，它的主要作用是将电线电路中传导的电流变换成能够被用户识别的空间电磁波，由于天线具有这样的一项功能，因此人们将天线归为换能器的一种。作为天线中的一种，中波天线是一种与地面垂直的发射天线。总体来说，无论是哪一种天线（低馈天线、中馈天线、中波天线），他们都是通过谐振来发挥其自身工作效能的，因此，我们也可以将天线看作是一种谐振装置。当有信号频率在天线上发挥作用时，这时天线的输入抗阻处于频率低端，呈容性；当信号频率呈由低到高的变化阶段时，天线也会从最初的容性向着感性方面发展；然而，当天线的抗阻性质发生变化时，天线则会呈现出电阻性质特点，当信号的频率继续升高时，天线则会由感性逐渐向着容性方面发展。天线是一个拥有多个谐振点的谐振装置，而也正是因为天线的这一特性，才使其能够胜任将电导电流转化为电磁辐射的工作。

2 中波发射天线的“场”

作为电磁波辐射的场源，人们根据天线辐射场与场源之间距离的长短，将其分为三个电磁场区间，近场、中间场和远场（如图1所示）。本节将主要对天线的三个电磁场区进行分析与介绍。

2.1 近区感应场

在天线的近区感应场区域内，天线的电场与磁场之间的相位差均为90度，而这主要代表的是电磁能流的玻印廷矢量S=E×H呈纯虚数。也就是说，天线所发射出的电磁能量在场源与场之间是连续不断的振荡的，在规定的时间限度内，场源传导到场的能量之和与场传导回给场源的能量之和是相同的，没有多余的能量流失到场外，通常上，我们将这种场成为近区感应场。

在中波电线发射的过程中，感应场始终处于极为敏感的状态，由于近区感应场在此时处于波瓣形成的初期，具有十分复杂的机理，因此，场区内部任何微小的事物变动都会使得天线的感应场发生一定的变化。而感应场发生剧烈变化的影响因素主要有以下几种：

2.1.1 沙尘暴的影响

当沙尘暴来临时，大气中充满了灰尘，这在很大程度上增加了近区感应场内的介质物质，并且介质的性质也发生了极大的变化，使得感应场内的位移电流在介质中形成了传导电流，从而使得近区感应场的网络造成失配，使天调网络不能够正常工作，开不了机甚至损毁的发生都是极有可能的。除此之外，由于沙尘暴来临时往往伴有强风，沙粒在强风的作用下会与电线的铁塔发生摩擦，产生静电，从而使得天线的抗阻在电流的作用下发生变化，使得天线天调网络不能够正常发挥作用。

2.1.2 强降雨或降雪天气的影响

当厂区内出现强降雨或是强降雪天气时，会有大量的雨水和雪水渗入泥土中，导致场区内的大地电流发生变化，而这会对天线的位移电流造成一定的影响，从而会进一步影响场区内天线天调网络的匹配状态，影响天线的信号传输质量。

2.1.3 天线位置的影响

要想有效的保障场区内天线天调网络始终处于良好的匹配状态，就需要科学合理的场区内的天线位置进行安排与确定。正确的天线位置安排应该使其受到的感应场的影响降到最低，努力的使天线的频率分配与天线的位置保持在标准的范围区间内。

2.1.4 地网的影响

天线场区敷设有地网，天线塔与“地”共同构成了辐射场源，地网能减少地电流的损耗，是否地网埋的越深越好呢？地网的敷设减少了地电阻，减小了地电流损耗。地电流是由电磁波作用于地面时产生的，其作用深度，是由集肤效应表达式计算出来的。频率愈高，由集肤效应产生的地电流，作用地表愈浅。对中波段频率，作用深度约为 30厘米上下[4]。为减小电阻将地网埋得太深就失去了地网的作用，尽管接地能更好，但是那样的深度是地电流到不了的地方，可以说地网不是埋得越深越好。

2.2 远区辐射场

在中波发射天线的远区辐射场内，天线的电磁场只存在着电场E与磁场H这两个分量。由于在远区辐射场内电场与磁场的矢量在空间上处于相互垂直的状态，并且在时间上是相同的，因此在这时辐射场的波印廷矢量S=E×H是纯实数，而且它所指向的是信号的最终传播方向。在远区辐射场内，由于场是由场源直接激发的，因此辐射场的强度和天线发射场源的电流强度之间是呈正比的，也正是因为如此，要想保证天线信号的高质量传输，天线的发射机必须在满功率状态下进行播出。在远区辐射场内，天线的长度与辐射场的信号强度是呈正相关的，因此，必须要适当的对天线的长度进行选择。

2.3 中间区综合场

中波发射天线的辐射场的中间区是感应场与远区辐射场的综合，这一部分不需要太过关注。

3 结束语

本文主要对中波发射天线进行了介绍，并且对中波发射天线在信号传输中常见的几个影响因素进行了分析与探讨，希望能够进一步提高我国中波发射天线的信号传输质量。

参考文献

[1]钟顺时.天线原理与技术[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]康行健.天线原理与设计[M].北京：国防工业出版社，2010.

[3]宋铮.天线与电波传播[M].西安：电子科技大学出版社，2011.

[4]伍嘉煦，赵希娟.中波广播发射天线双工匹配网络的设计与实现[D].电子科技大学，2011，13（4）：59-66.

第3篇：抗辐射集成电路概论范文

现场测试一　防辐射服对单一来源的辐射真的有效

在短短的几年时间内，各类防辐射服大量涌入市场，那么这些热销的防辐射服到底能够抵挡多少辐射呢?

记者通过中科院的推荐找到了一家在国内具有领先水平的专业电子检测的实验室，对一件金属纤维的防辐射服的防辐射能力进行了检测。

工程师陈峰介绍，整个实验就是用一个发射天线和一个接收天线建立一个信号传输路径。在校准好仪器后，陈峰把防辐射服挡在了接收天线面前。数值有了明显的变化。“这个变化所显示的地方约等于10个DB。10个DB是什么概念呢?就是十分之九的信号被屏蔽捧了，只剩了十分之一。”陈峰介绍。实验结果证实，这种金属纤维的防辐射服虽然没有商家宣传的高达99.99％的防辐射能力，但也足够抵挡90％左右的辐射。

记者调查发现，市面上的防辐射服对于单一来源的辐射还是有效果的，但问题是现实生活当中辐射源都不是单一的，而且也不是一个方向的。那么面对复杂的现实环境，防辐射服还有效果吗?

现场测试二　复杂环境下，防辐射服反而会收集辐射

在实验室里，通过模拟现实生活中复杂的辐射环境，工程师陈峰为我们进行了第二个实验。

陈峰介绍，防辐射服穿在身上，孕妇不可能不动吧?但一行动，波纹就会发生变化。“然后我们就看到波纹在有些位置，比如中间，反而变大了，也就是说电磁波在防辐射服或是孕妇装里边有反射，相当于对辐射进行了收集。”陈峰介绍，“有空隙让电磁波进入到防辐射服内，它反而跑不出去了，就相当于是多收集了一点。”

实验结果表明，穿防辐射服对于来自某些方向的辐射源不仅没有起到防护作用，反而会让防辐射服内的辐射强度变大，这是我们谁也没有想到的。

根据电磁辐射的原理，在不穿防辐射服的情况下，有辐射照射到人体，人体会吸收一小部分，然后把绝大部分的辐射都反射出去。但如果穿了防辐射服，辐射会从衣服的下端、袖口等所有的缝隙射入，但却无法反射出去，而是在辐射服内进行多次反射后交会叠加，辐射强度反而增大作用于人体。

据介绍，只有当一个人穿着像宇航服那样的全封闭式屏蔽服，人体才有可能不接触电磁辐射，但显然日常生活中这是不现实的。

专家说法

防辐射服只是心理安慰

在销售防辐射服的专柜，厂家用明显的标示细细列举电磁辐射对胎儿的危害，包括“肢体畸形、智力低下”等。

专家认为，日常家电等对胎儿完全没有影响，除非发生核泄漏或者长期接触大型发动机，在靠近强烈辐射源的环境下工作，其他情况一般不需要。市面上的防辐射服没有宣传的效果那么大，全是炒作，作为一个合格称职的医生，是绝对不会向孕妇推荐防辐射服的，不但不会推荐，反而会告诉他们，这些是没有用的。

孕妇怀孕后要学会保护自己，减少靠近辐射源，如大功率打印机、复印机等。要穿防辐射服也可以，不过，要明白大多数防辐射服只能给你心理上的安慰。

防辐射产品需加强监管

既然生活当中电磁辐射无处不在，那么它们对于人体，特别是孕妇究竟有多大的影响?

专家介绍，在自然界中，辐射大体分为两种，一种是高能量的电离辐射，比如医院的X光或者是核辐射。电离辐射对人体的伤害较大，但是一般情况下在日常生活中是接触不到的，在生活中最常见的是一般电器产生的电磁辐射。

记者找到了一间标准的开放式办公室，对这间办公室的电磁辐射值进行了测算。试验表明，在一问开放式办公室的电磁辐射值比国家规定的防护限值要低100多倍，可以说这种环境下的电磁辐射对人体的影响是微乎其微的。

随后，记者又到一位孕妇家进行同样的试验，结果证明，一般家庭的电磁辐射强度也远远没有达到国家的防护限值。而且目前我国对电磁辐射规定的标准上限为12伏每米，也远低于欧美等国家的标准，也就是说面对生活中的电磁辐射我们根本无需担心。

另外，关于辐射对孕妇的影响问题，目前世界上连续出版时间最久的医学期刊《新英格兰医学》在1991年刊登了《电脑辐射和女性流产没有直接关系》的结论性报告后，这一结论被广泛地引用和传播。此后，学术界再也没有出现过更新的观点这一结论。

通过调查我们发现，日常辐射并不会对人体构成危害，市场热销的孕妇防辐射服也起不到防辐射的效果。那么这些市面上花样迭出的孕妇防辐射服是怎样生产出来的，又该由谁来监管呢?

据记者调查，由于防辐射产品是一个新兴的产业，目前我国还没有出台相关的行业标准，所以它既不属于医疗器械，也不属于工业产品。防辐射服的生产、销售等环节也都还处在一个无人监管的空白状态。因此，对于市面上热销的防辐射服尽早给出权威的认定，给消费者一个明白也显得越来越重要。

孕期防辐射，推荐7个实用小招

1　别让电器扎堆：不要把家用电器摆放得过于集中或经常放在一起使用，特别是电视、电脑、电冰箱不宜集中摆放在卧室里，以免使自己暴露在超剂量辐射的危险中。

2　勿在电脑后逗留：电脑的摆放位置很重要，尽量别让屏幕的背面朝着有人的地方，因为电脑辐射最强的是背面，其次为左右两侧，屏幕的正面反而辐射最弱。

3　用水吸电磁波：室内要保持良好的工作环境，如舒适的温度、清洁的空气等。水是吸收电磁波的最好介质，可在电脑的周边多放几瓶水。不过，必须是塑料瓶和玻璃瓶的才行，绝对不能用金属杯盛水。

4　减少待机：当电器暂停使用时，最好不让它们长时间处于待机状态，因为此时可产生较微弱的电磁场，时间长了也会产生辐射积累。

5　及时洗脸、洗手：电脑荧光屏表面存在着大量静电，其聚集的灰尘可转射到脸部和手部皮肤处，时间久了，易导致皮肤发生斑疹、色素沉着，严重者甚至套引起皮肤病变等，因此在使用电脑后应及时洗脸洗手。

第4篇：抗辐射集成电路概论范文

关键词：PCB 电磁兼容 Protel 2004 Ansoft Designer 电磁场仿真

中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0155-02

1 引言

电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是一门涉及通信、电子、计算机等方面的交叉学科，发展迅猛。主要研究在一定的空间、时间和频谱条件下，各个电子系统能共存且不引起性能降级的学科[1]。随着现代电路信号传输速度的不断增长，电子设备数量和类型越来越多，工作方式更加多样，频率范围逐步扩大，发射功率和接收灵敏度越来越高，更复杂的电磁环境对PCB质量提出了更加严格的EMC要求。传统的EMC分析方法效率低，周期长，费用多，难以满足要求。目前通常在电子产品设计初期，利用某些仿真软件分析产品EMC，有利于早期发现并解决EMC问题，提高产品开发效率和产品质量。

2 PCB设计中的电磁兼容问题

PCB中的电源模块引起的干扰主要是传导性的，在设计电源模块时，在电源线的关键地方需使用一些抗干扰元器件和屏蔽罩等；PCB中电源输入端口应该接上相应的上拉电阻和去耦电容。实践表明，影响EMC性能的主要因素是印刷电路板中的时钟电路，因为它的信号是周期性的方波，频谱是以基频整数倍展开的，分立的，频率越高能量越小。因此，电磁辐射的幅度和频率就是解决辐射EMC问题的关键。

PCB走线和输入输出口电缆是PCB上辐射的主要来源，特别是电缆辐射。原因是输入输出口电缆相当于一个效率很高的辐射天线。即使是传输频率很低信号的电缆上，也可能被PCB上的高频信号耦合产生很强的辐射干扰信号。辐射干扰主要包括共模干扰和差模干扰。同样，导线上传输的干扰电流也包括共模方式和差模方式。

2.1 差模干扰

差模电流从一根电源线流出，由另一根电源线返回，在系统两电源线间产生差模干扰电压。这就说明：差模干扰是属于在两导线之间传输的对称干扰。虽然干扰电流在导线上传输时可以共模或差模形式出现，但只有共模电流变为差模电流后，才会干扰有用信号。当差模电流流过电路中的导线环路时，将引起差模辐射。通常用小环形天线来模拟差模辐射干扰，假设环电流为I，换面积为S，在距离为r的远场处的电场强度[2]：

式中，E是电场强度，单位是V/m；f为频率，单位是Hz；S为面积，单位是m2；I为电流，单位是A；r为距离，单位是m；θ为测量天线与辐射平面的夹角。

由此可以得到解决差模干扰的思路包括：降低PCB的工作频率f，缩小信号环路面积s，降低信号电流的强度I。

2.2 共模干扰

共模干扰在导线与地之间传输，属于非对称性干扰。

多数共模辐射都是当外接电缆与具有高共模电压的某些部件接触时，由于接地回路中存在电压降，就会在接地回路中产生共模电流，相当于一个天线，形成共模辐射干扰。产品的辐射性能主要就是由共模辐射干扰决定。通常用用对地电压激励的、长度小于1/4波长的短单极子天线模拟共模辐射干扰，接地平面上长度为l的短单极子天线在远场r出的电场强度[2]：

3 PCB电磁兼容性仿真分析

3.1 仿真分析软件介绍

本文采用软件Protel 2004和Ansoft Designer2.2相结合仿真分析PCB的EMC问题。Protel2004是Protel公司开发的能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及实现所有的分析、验证和设计数据管理的仿真软件。Ansoft Designer2.2采用了最新的视窗技术，是第一个将高频电路系统，板图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具软件[9]。

3.2 PCB电磁兼容性仿真分析流程

我们主要采用Protel 2004设计出传感器信号采集系统的原理图和PCB板图，通过输出DXF格式文件，实现和Ansoft designer等软件的数据交换。PCB电磁兼容性仿真分析流程图如（图1）所示[3]。

3.3 建立PCB仿真模型

我们选用的传感器信号采集系统PCB板图如（图2）所示，PCB仿真模型如（图3）所示。

4 PCB电磁场近场仿真分析

Ansoft Designer2.2解析完成以后即可对结果进行后处理，我们需要的是PCB的EM近场分布图。根据需要，定义一个尺寸为x轴从1313.4mm到1406.61mm，y轴从1354.94mm到1436.65mm的平面，近场平面高度设为16.524mm。通过仿真获得频点在100MHz至1.1GHz初始相位皆为0度的近场电场分布图和近场磁场分布图，部分近场图如（图4）至（图5）所示：

分析（图4）和（图5），可以发现：PCB中出现三个高场强的区域，说明此区域中存在信号线和敏感元件；近场的场强随着频率的增加呈现增大的趋势；不同的频点，近场的最大值会发生偏移；布线密集区域明显近场强度相对较强；天线效应随着线的增长，频率的增加而明显增强。

5 优化设计后PCB电磁场近场仿真结果

以辐射强度最大的1GHz电流图和场图为参考依据，在仿真模型图中适当调整以上两块强场区中的信号线和敏感元件位置，使之远离强场区；调整高频激励走线的位置，将其往板边沿适量移动，远离易受干扰的信号线，并尽量平滑和减少弯角，适当增加走线宽度。

优化后电流强度、电场强度及磁场强度随频率变化趋势对比图如（图6至图8）所示。

对比优化前后1GHz电、磁场近场图我们也可以发现，电场强度较大的区域位置向输入端偏移减小，磁场强度较大区域范围缩小明显，对信号质量的影响将会显著减少，产品性能将得到提高。优化后1GHz电、磁场近场图对比如（图9）所示。

6 结语

本文对PCB进行预仿真分析，得到近场分布图，使PCB的电磁兼容分析有一个直观的参照物。利用场图的直观性，先确定几个主要干扰源的位置，根据电磁兼容性的要求有针对性的调整PCB的布局布线，在产品的设计阶段就可大体估计所设计PCB的电磁兼容性能，了解PCB上场的分布趋势。这对合理布局布线和产品满足电磁兼容要求起到了很大的帮助。从而可以大大提高产品性能，节约成本，缩短研发时间，加快产品进入市场步伐，为占领大的市场份额争取了宝贵时间，提高经济效益。

参考文献

[1]白同云，吕宵德.电磁兼容设计[M].北京：北京邮电大学出版社，2001.

第5篇：抗辐射集成电路概论范文

一、概述 在现代高科技战场上，成功的战术通信是保障有效指挥和控制战场局面的关键，通信系统也因此成为各种对抗手段对付的目标，而抗干扰通信能力则是现代战争中通信的最基本的要求之一。利用电子手段对敌无线电通信实施侦察以获取情报，用电子干扰或火力摧毁剥夺其“发言权”以瘫痪其指挥，已成为电子战的主要内容，但有矛就有盾，反侦察、抗千扰方面也不示弱。 二、通信干扰 在现代电子战中防电子干扰是电子防御的一个部分，电子干扰根据对敌方电子系统作用性质的不同，分为压制性干扰和欺骗性干扰;根据干扰形成方法的不同分为有源干扰和无源干扰;根据干扰对象的不同分为雷达干扰、通信干扰、制导干扰、导航干扰、引信干扰、敌我识别干扰、指挥控制与通信系统干扰、光电干扰和空间电子干扰等。本文重点讨论通信干扰。兵家格言“知彼知己，百战不殆”，已被传统的火力战所证实，电子战也不例外，要进行抗干扰通信，先要了解通信干扰的有关内容。 通信干扰属于电子进攻范畴，它是通过通信侦察，在无线电通信系统的传输过程中引人干扰信号，扰敌或破坏敌方无线通信设备之间的信息交换。例如，用噪声干扰使通信信息模糊，造成通信中断，或采用假信息迷惑敌人，使信息传递错误，造成通信混乱。通信干扰按干扰信号的频谱宽度分，有瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫频式或跟踪式干扰等。 1.瞄准式干扰 瞄准式干扰是指干扰信号的中心频率与扰信号频率重合，或干扰信号和扰信号频谱宽度基本相同。瞄准式干扰因为干扰频率通常是对准相应的一个通信信号频率实施干扰的，也叫单频干扰或“点干扰”。 瞄准式干扰频谱窄，干扰功率集中，干扰能量全部用来压制敌方的某一通信信号，功率利用率高，干扰效果好。但要求频率重合度好，对干扰机性能要求高，且要有引导干扰频率的侦察部分。通常用于压制敌方重要的指挥通信。 2.阻塞式干扰 阻塞式干扰又称拦阻式干扰。阻塞式干扰是一种宽频带压制性干扰，它能对一定频段内的所有信号实施干扰。其干扰信号辐射的频谱很宽，通常能覆盖敌方通信设备的整个工作频段，同时压制该频段内的通信信号，因此，也叫多频干扰或“面干扰”。这种干扰的优点是无需频率重合，也不要引导干扰的侦察设备，干扰设备相对简单。但其缺点是千扰功率分散，干扰效率不高，而且落人干扰频带内的己方通信信号也将受到干扰。阻塞式干扰主要用于压制敌方战术分队的无线电通信。据报道，以美国为首的北约部队使用的“一次性通信千扰机”就采用了阻塞式干扰方式。这种野战条件下使用的干扰设备由飞机、导弹投掷到南联盟纵深地带，落地后自动伸出天线，对南联盟通信设施进行全频段的阻塞式干扰。干扰后一次性通信干扰机定时自毁。 3.扫频式或跟踪式干扰 扫频式或跟踪式干扰是指干扰发射机的信号频率在较宽的频段内按某种规律随机变化所形成的干扰。它可实施随机干扰，但要求干扰系统自动化程度高。 三、抗干扰通信措施 针对上述各种干扰方式的特点，抗干扰通信从技术体制角度可采取以下一些措施: 1.跳频通信 跳频电台主要用于战术无线电通信，是20世纪八十年代以来出现的一种新颖的通信方式。海湾战争以后，不少国家军队都加强了跳频电台的研制，相继问世了一批抗干扰能力强，高性能的产品。 跳频通信实现了电台通信频率的快捷跳变，是目前战术短波，超短波电台中用的最多的抗干扰手段。普通无线电台工作时，通信频率是固定不变的，叫“定频通信”。它的频点容易受到敌方侦察和干扰。跳频通信与此相反，由于跳频电台的工作频率是在不停地快速变化，敌方干扰跳频电台的难度远远大于干扰定频电台，按现有的技术可以很快地检测到定频电台的工作频率，可以快速地施放大功率干扰，也可通过定向接收机测出电台位置，并引导火力摧毁。 而由于跳频电台的工作频率是在不停地快速变化，当跳频频率数足够多时，敌方很难确定我方的工作频率，即使确定其中一个或几个频率并对其施放干扰，对话音通信基本起不到干扰作用。试验证明，跳频电台在35%的频率点扰的情况下仍能保持话音通信。这就是说，跳频频率数越多，敌方要实现干扰的目的，需确定和施放干扰的频率点也越多。另一方面，跳频带宽越宽，敌方干扰就越困难，迫使敌方侦察接收机的带宽增加，搜索时间增多，灵敏度下降，增加了敌方侦察的难度。同时敌方施放干扰所需付出功率也越大。 敌方采用瞄准式干扰时，干扰信号即使偶尔碰到了己方某些频点，仅仅干扰瞬时信息，即使是电台本身AGC特性不好有影响，对通信全局影响不大。 敌方采用宽带阻塞式干扰机干扰跳频电台，要消耗巨大的功率。跳频频率数目越多，跳频的范围越宽，抗宽频带阻塞式干扰的能力就越强。据测算，一部功率为50瓦的跳频电台如果在1000个频率点上跳变，干扰机的功率必须高达50的0瓦以上，这也是难以办到的事情。而且，功率越大，其体积、重量也就越大，体积太大了在战场上也不便于移动和隐蔽，还容易被对方火力摧毁。此外，宽频段阻塞式干扰，在扰乱敌方通信的同时，往往也会打乱己方的阵脚。 跳频通信并不惧怕单频干扰和多频干扰，但跟踪式干扰是跳频通信的“天敌”。跟踪式干扰的步骤是:侦听、处理、施放干扰。当本方截获到敌方的跳频图案后，迅速地以同样的跳频图案施放干扰，由于两个跳频图案的矢量迭加必然带来接收方的一片盲然，致使敌方无法达成正常的跳频通信。据报道，国外已有能同时监视so个相邻信道，扫描搜索速度为80，的0信道/秒的侦察接收机问世，这种侦察接收机的截获跳频图案的概率几乎达到100%。#p#分页标题#e# 这是迄今为止对付跳频通信最理想的干扰手段。 用扫频式或跟踪式干扰机固然可以干扰跳频电台工作，但是及时、准确地捕获跳频电台的频率，并相应地将干扰机频率调谐到跳频电台的频率上并非一件容易的事，干扰技术的实现往往要比实现跳频技术难得多。跳变速度越高，电台抗频率跟踪式干扰的能力也就越强。 跳频电台根据单位时间内通信频率跳变的快慢;分慢速跳频、中速跳频和快速跳频3种。一般认为慢速跳频(慢跳)为每秒ro一50次，快速跳频(快跳)为每秒500次以上，介于慢速跳频与快速跳频之间的为中速跳频(中跳)。现在世界上大多数军用短波、超短波跳频电台的跳频速率为“中跳”。 2.扩频通信 扩展频谱技术又称扩频通信技术是近年发展非常迅速的一种技术，将其用于无线局域网中，必将使系统的各项性能得到改善，目前扩频通信已成为无线局域网中不可缺少的一种技术。它不仅在军事通信中发挥出了不可取代的优势，而且广泛地渗透到了通信的各个方面，如卫星通信、移动通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等。 扩频通信最重要的场合是低截获概率/低检测概率通信系统，即隐蔽通信系统。其主要原理是将传输信息所使用的射频带宽扩展为原始带宽的10倍至1000倍以上，发方通过扩频技术将频谱展宽，收方通过解扩技术还原成相应带宽的信号。因为信号在传输过程中将频谱展宽了，虽然总的能量即信号功率谱密度不变，但每一频点上的能量相对减少，这样有用的信号就隐蔽在背景噪声和干扰环境中，提高了敌方截获或检测我方传输信号的困难，敌方不知道我方的通信频率，对我实施干扰无疑是无的放矢。即使敌方采取瞎子摸鱼的方法对我某一频点实施高强度的持续干扰，在解扩过程中经过相应的技术处理，可以将千扰信号抑制到最低限度，对我方正常通信没有影响。目前，已能采用伪随机噪声调制方法对发送信号进行扩频，使得敌方几乎无法从自然噪声中觉察出该信号。因此这种隐蔽在自然噪声门限以下的低能信号传输，有助于隐蔽部队的行动，并可防止敌方对我方的综合指挥控制设施进行精确定位。 扩频通信技术包括以下几种方式:跳频(FH)(跳频通信也是扩频通信技术的一种)，跳时(TH)，线性调频(Chirp)，直接序列扩展频谱，简称直扩(DS)。此外，还有这些扩频方式的组合方式，如F柑DS、T柑DS、F川TH等。在通信中应用较多的主要是DS、FH和F牙DS。 3.锌发通信 碎发通信是指瞬间快速通信，是电台的发射信号达到稍纵即逝的目的。流星余迹通信是其中之一。这种新颖的通信方式是利用流星划过天际时与大气剧烈摩擦所形成的短暂电离余迹对无线电波产生反射或散射作用进行的远距离通信。 流星余迹通信系统能够缩短无线电波在空间地暴露时间，属于碎发通信的一种新形式。 流星余迹的宽度通常可达巧一40公里，距离地面约为80一120公里，存留的时间大约为十分之几秒至几分种。流星余迹通信的突出特点:一是保密性好，抗干扰能力强。这是由于流星余迹稍纵即逝，且对无线电电波反射具有明显的方向性，不易遭敌方侦察、截获和干扰的特性决定的。二是传输距离远，通信稳定好。试验表明，利用普通的天线，当发射机输出功率为千瓦时，通信距离可达2000余公里，且不会因时空、气候等变化或受到高空电离层的骚扰而影响通信质量。目前，许多国家的军队已经建立了用于军事目的的流星余迹通信系统。随着军事高技术的发展，流星余迹通信也将成为电子对抗的一种有效的手段。 要实现流星余迹通信，在通信系统中除了收发信机和天线外，还必须有一套灵敏高效的自动监测、控制设备和信息存储装置。整个通信系统有两种工作状态，一种是待发状态，另一种是突发状态。当收发天线波束相交的区域内没有出现合适的可供利用的流星余迹的时候，整个系统处于待发待收状态。这时，将要发送的信息存储在发方存储器内。为了探测和捕获流星余迹，联络的一方不断发出信标，另一方始终处于STANDBY状态。当流星余迹出现时，接收方收到对方的信标信号，经过识别，如果确认是自己通信对象发的，就发出一个回答信号。发方收到回答信号经过识别以后，整个通信系统就由待发状态迅速切换到突发状态。自动控制装置以极快的速度打开发信机，此时发信机将事先存储好的信息，一股脑儿地朝流星余迹发射出去。与此同时，平时处于待收状态的接收机自动接收来自发端的信息。流星余迹一消失，通信系统自动恢复到等待状态，准备下次出现流星余迹时再通信。当然双方在传输信息时中还要有应答、纠错等控制信号，以便知道什么时候信道终止、信息交换到了哪一包.。 一份信息量比较大的数据报文，往往需要经过几次传送才能完成，收方将陆续收到的信息先存储起来，然后集零为整打印出一份完整的报文。由于流星余迹通信是以瞬时、快速、随机、断续的方式工作，而且电波方向性较强，敌方难以测向、截获和干扰。 4.定向通信 无线电发射机要有效地将无线电波发射出去，必须借助于天线。按无线电波辐射的方向来分，天线有全向天线和定向天线两大类。经全向天线辐射出的天线电波是没有方向性的，射向四面八方，很容易被敌方侦察，通信会受到干扰。定向天线与此相反，因为无线电波只朝一个方向辐射，因此不容易被敌方截获。例如，当前沿与纵深建立无线电台通信时，采用定向天线就可有效地避开敌方(相反方向)无线电干扰。常用的定向天线有抛物面天线、八木天线以及螺旋形天线等。 5.光纤通信 光纤通信是一种以光波为信息载体、以光导纤维为传输媒体的新型通信手段。光纤是光导纤维的简称，实际上是一种透明度很高、传输衰耗很小的玻璃丝。用石英、塑料或氟化物材料拉成极细的丝，称为纤芯，外加包覆层构成光导纤维。纤芯的折射率高于包覆层的折射率，使光波能沿纤芯远距离传播。携带信息的激光束就封闭在玻璃丝中来回反射传向远方。#p#分页标题#e# 只要光导纤维(实际上是光缆)架设时合乎规范要求，激光束是不会向外泄漏的，敌方要侦察截获光导纤维中的光信号简直是不可能的。 光导纤维和普通电话线虽然都是有线信道，但普通电话线中传送的是电信号，会向外辐射出电磁场，外界的电磁场对导线内的电信号也会有干扰作用。这些问题对光导纤维来说都不存在。且光纤通信具有通信容量大、中继距离长、抗电磁干扰、保密性好，以及光纤细、重量轻、柔软性好、耐腐蚀、绝缘性好等优点，是目前最理想的抗干抗、防窃听信道。光导纤维的优点在军事上具有重大意义:有利于增强系统的通信能力，提高保密性和生存能力，有利于部队分散隐蔽;有利于提高部队机动性和快速部署能力;有利 于减轻后勤供应负担。 光纤通信现已广泛用于野战通信，导弹、鱼雷制导，飞机、舰船、卫星、坦克、雷达、计算机的内部信息传输，海洋监视信息传输等军事通信领域。6.数据通信模拟通信很容易受到敌方干扰，且很难将敌方干扰信号消除掉。如果改用数字通信将大大提高抗干扰能力。 数字通信是数字化技术在信息传递中的应用。所谓“数字化”是指将所有的信息，包括数字、文字、声音、图形、图像等，都用一连串的二进制符号“l”和“O”组成的代码来表示，并用数字电子技术进行加工处理。 普通电话不属于数字通信而是模拟通信。当我们用电话机传送信息时，发方就将声信号变成了电信号。电信号的频率、振幅等参数完全是模拟声信号的变化规律，因此叫模拟电话通信。数字电话通信则是在模拟电话通信的基础上，增加了模拟信号与数字信号的互相转换设备。在发送端将模拟电信号转换成数字电信号，到接收端再将数字电信号变回模拟电信号。 电信号沿信道传输时，不可避免地要受到各种电气干扰。在模拟通信中，这种干扰是很难消除的。经过沿途放大器放大后，不仅放大了有用信号，也放大了无用的干扰信号，使得通信质量变坏，严重时干扰信号甚至会淹没掉正常的信号，使通信无法进行。而数字通信系统在接收端是根据收到的“1”和“O”这两种状态来判别的，只要干扰信号不是大到使，’l”和“O”都分不出来的程度，就可以通过“整容”的办法，将受到干扰的电流脉冲再生成原来没有干扰的那样，因而大大提高了抗干扰能力。 四、综合抗干扰设备 目前抗干扰通信设备的设计和应用中，通常都综合应用了以上多种技术，形成各种各样的抗干扰通信设备。 1.自适应电台 普通无线电台工作时，信号频率和输出功率通常是“一成不变”的，这样，很容易遭敌侦察和截获。如果无线电台的信号频率和输出功率能自动地随着敌方千扰情况的变化而变化，就可有效地防止干扰。因此，自适应通信及其相应的设备—自适应无线电台应运而生。 自适应电台是一种具有实时监测评估信息传播情况变化，自动选频、换频、改变输出功率、调节信码速率以适应周围环境变化等功能的无线电通信设备，多用于短波波段。常用的有频率自适应、功率自适应、速率自适应、分集自适应等类型。 自适应频率控制技术能针对敌方的干扰频率，自动改变己方的通信频率，以选择最挂频率传输信道躲开敌方干扰。自适应功率控制技术能根据敌方干扰电平的高低自动调节发射机输出功率的大小。当敌方干扰信号强时，发射机输出功率随之增大;当敌方干扰信号弱时，发射机输出功率随之减小。这样，可始终保持足够的“信干比”(信号功率与干扰功率之比)，对敌方干扰能有效地予以抑制。 自适应调零天线阵也是一种有效的抗干扰设备，采用定向通信的原理，对瞄准式干扰是一种有效的对抗手段，自适应调零天线阵时通过自适应算法来实时控制天线的方向来强化信号，避开干扰。 2.各种抗干扰电台 随着技术的发展，数字化抗干扰电台的出现，使得通信的抗干扰能力又有了很大的提高。 数字化抗干扰电台综合了自适应、跳频、数据调制解调、碎发、语音编码等多种先进技术，提供了多种抗干扰通信手段，使得电台能够在各种环境下进行高速保密数据、数字保密话、低速抗干扰数据、碎发数据通信，还提高了在强烈干扰特别是敌方压制性干扰情况的最低限度通信的保障能力，满足了现代战争对通信的需要。 外军信息战专家认为，随着具有抗干扰技术的新型装备越来越多地用于军事信息系统，今后，电子战的作战难度将会越来越大，空间信息传输通道将越来越安全。因而，运用抗干扰技术的信息系统，电子战对其破坏程度将会大大降低。据悉，从北约对南联盟的空中打击看，尽管北约使用了最先进的电子战手段、最先进的隐形战机和巡航导弹，但南联盟的指挥中心仍然和武装部队保持着密切联系，这其中一个重要原因，就是南联盟信息系统的抗干扰通信技术在发挥着重要作用。 3.各种通信网 在交换设备未问世前，人类是通过“点对点”的方式建立通信的。一旦联接两地的线路受到敌方的电气干扰，通信就要受到影响。如果建立起了四通八达的通信网络，就会使通信干扰能力得到提高。 通信网络具有多路由传输的特点，既有直达路由又有众多迂回路由，使用户共享信道和设备资源。由于信息多径可传，当某一个信道受到敌方严重干扰出现阻断现象时，可利用其他信道继续维系通信，做到此断彼通，此阻彼达。网络的局部受到敌方干扰只是影响一定的接通率，而不影响通信的全局。因此各种多军种通用，前后方通用，有线和无线、移动和固定之间能互通，多路由，多手段，有综合组网能力和自动化程度高的通信自动化指挥系统得到了广泛的应用。#p#分页标题#e# 五、结束语 上面介绍的多种抗干扰措施都是单纯的电子防御，是一种被动防御策略。在实际中，最有效、最彻底的制敌方法是进攻。在电子战抗争中，最有效的电子防御是先机制敌，摧毁敌干扰源。主要方法有:用常规火力摧毁和用信息化兵器摧毁。反辐射导弹就是一种常用的摧毁敌干扰源的信息化兵器。当敌干扰源向外辐射出干扰电波时，形成了一个干扰波区，很快就被我探测，机载反辐射导弹就会沿着电波溯波而下将干扰源摧毁。即使敌干扰源停止了工作，反辐射导弹凭其记忆功能，照样能将其摧毁。 通信干扰与通信抗干扰是一对相生相克的矛盾，它们互相制约，但又互相促进发展，既没有攻不破的电子防御，也没有防不了的电子进攻。在电子战攻防中，关键是提高通信人员的素质，在实战中应灵活运用。只要充分发挥了人的主观能动性，一些传统的通信抗干扰战法如:控制电磁辐射，实施无线电静默;频率不变，直接抗扰;改变频率，摆脱干扰(改高改低、异常改频、定时改频、波段改频、应急备频、抵近工作);加强组织，以网避扰(建立隐蔽网、复式组网、环形组网、建立值班台);火力打击，以毁克扰;多种手段，相济防扰(以假护真、以大掩小、多频工作、多点守候、多路传输、方言传言、单方发信、迂回转信)等，在高技术条件下同样可以发挥出作战效能。

第6篇：抗辐射集成电路概论范文

论文 关键词:智能天线　无线通信　空分多址　自适应天线　应用

论文摘要:采用数字信号处理技术形成定向波束的智能天线,引起了无线通信工程技术人员的极大重视。作者在对天线传统认识的基础上阐述了智能天线的基本概念、特点、实现方法和应用前景。

一、概述

天线是实现电磁波传播的必备器件:信号发射端利用天线实现电磁波辐射,信号接收端利用天线实现电磁波感应。因此,不论何种通信系统,只要它采用无线传输方式,就必须使用天线,而不论该系统采用的工作频率是多少,属于何种频段,也不论采用什么多址技术或者什么调制技术。

随着通信的 发展 和技术的进步,对所用器件、部件的要求也越来越高。智能天线正是适应通信发展而产生的新事物——在无线接入系统、卫星通信系统和移动通信系统(不论在公众通信网中,还是在专用通信网中)以及军事通信等系统中,均有其重要应用,并由此而带来诸如抗干扰能力、频率利用率等性能大幅度提高的一系列优点。

尽管智能天线还是起着电磁波的辐射和感应作用,但是,智能天线是一个崭新的概念。

二、常规天线与智能天线

按照分类方法不同,常规天线(下文称天线)有众多的分类。例如,若按振子形状分类,天线可分为线状天线和面状天线:后者有抛物面天线,卡什格仑赋形天线等(用于微波频段);前者有布朗天线、j形天线、折合振子天线、八木天线、鞭状天线、螺旋天线、菱形天线等(常用于特高频、甚高频、短波频段)。若按方向性图分类,天线又可分为无方向性天线(即全向性天线)和定向性天线:前者如外露偶极子天线、共轴天线等,其特点是当它们用于信号发射时,不论收信用户位于何处,发射能量通过天线能作3600均匀分布;诸如角反射天线、角形反射器天线等则属于定向性天线。此类天线在一定方向上形成信号的发射或接收,能量的有效性较高。若按材料分,又有金属天线和介质天线之分。若按电场强度方向分类,天线又有垂直极化、水平极化等之分。当然,天线还有其它的分类方法,我们不一一例举。但无论怎么说,通信天线的构成比较简单,即使将用于与发射机、接收机相连的馈线算入,构成“天馈线系统”,但是,它依然是一个简单系统。

智能天线则是一个复杂的系统,而且随着性能要求的提高,智能天线也越加复杂。可以认为智能天线是从自适应天线发展起来的,但是二者之间有着显著的差异:自适应天线主要用于雷达系统的干扰抵消,而且是干扰信号强度特大,数量又不多的场合。在无线通信系统中,主要基于多径传播的干扰,其幅度一般较小,但数量往往很大,尤其是电波在城市地面传播时更是如此。这些差异导致在方向性图的形成上,或者说在信号的处理上有着各自的特色。既然智能天线从自适应天线发展而来,所以智能天线有着与自适应天线相类似的结构,用于信号接收时的智能天线结构图见图1。就是说,智能天线是由一个天线阵列和一组波束形成 网络 (亦称聚束网络)联合构成的系统。所以,从硬件构成来看,将智能天线称为“智能天线系统”是可以理解的。

用于收、发信侧的智能天线结构是相仿的,其工作原理也一致。这里以发送用智能天线为例,说明其波束形成原理。将待发射的各路信号s1(t),s2(t)……sm(t)组合成m维信号集合:s(t)=[s1(t),s2(t)…sm(t)]t,再在n×m矩阵网络中实现复数加权系数w加权,得到一个n维的阵列输出信号:

x(t)=w×s(t) (1)

其中,x(t)=[x1(t),x2(t)…xn(t)]t。

若智能天线的天线阵列的方向性函数为fn(θ),且当天线阵列选定以后,它就为定值。则x(t)将在天线远区场产生的场强

e(θ,t)=∑xn(t)·fn(θ) (2)

若要将信号sm(t)发向接收方,只需修改加权网络加权系数w为wnm即可实现该信号的辐射方向性图。即e(θ,t)可进一步写成

显然,只要调节wnm就能获得所需方向波束。智能天线的天线阵列是由多个(例如5、6个甚至更多)单元天线排列成一定形式形成的,常用形式有平面形、圆环形、直线形。从工程上考虑,这些单元天线方向性图常是无方向性的,其相互间距也需满足一定要求。例如在移动通信中使用时,各单元天线间距常取为λ2(λ为工作波长)。

智能天线波束形成网络的作用是在天线阵列支援下,形成一系列极窄的信号传输通路——空间波道,又称波束(beam),即在收、发两端之间形成一条极窄的信号通道。例如,当智能天线用于无线接入系统时,可以在基站(或中心站、转发站)和用户之间形成极窄的无线电波束通道。当智能天线用于移动通信和个人通信中时,这个极窄的波束能随着用户移动而移动。显然,极窄波束的应用能提高发信功率的有效性,还能提高信号传输的信号干扰比。或者说,在保证接收端信号干扰比不变的条件下,发信端功率可以大幅度降低。

这个极窄波束的实用,也形成了多址技术的第四种概念——空分多址(sdma),而且这个sdma可以和其它多址技术以及它们的混合联合使用。即在采用智能天线后,系统能在相同时隙、相同频率、相同地址码情况下,用户仍可以根据信号不同的空间波束——空间传播路径加以区分。

值得重提的是,形成一定指向的空间波束是众多的无方向性天线和波束形成网络的联合作用,而且空间波束的指向依据用户的不同空间传播方向而决定。这个具有一定指向的空间波束等同于信号有线传输的线缆如光缆、同轴电缆。

智能天线能实用于无线通信系统,而不论它们是公众网还是专用网,也不论该系统采用何种技术标准。智能天线能适用于几乎所有移动通信协议和标准的情况,见表1。有些协议或标准甚至至今还未正式形成产品,例如cdma2000、td-scdma,这种情况说明智能天线适用范围很广。

sdma的实用也促使了系统频率利用率的提高以及频率管理、频率配置难度的降低。例如在移动通信中,同一基站范围内的相同载频可以多次复用而不必虑及同频干扰(这就大大地降低了频率配置的难度)。而且不同指向的波束越窄,同频复用系数可以越大,系统的频率利用率就越提高,系统容量越大。同一小区两个手机用户同时占用同一频道时,智能天线形成的方向性图见图2。图中,智能天线形成的两个主波束分别对准这两个用户(而不会产生同频干扰),其它方向的增益却很小,这就保证了主波束增益可以做得很高,周围的干扰(包括同频干扰、邻频干扰、近端对远端比干扰等)和噪声的影响可以降低到很小。

采用智能天线后,同无线区不仅可以安排相邻或邻近频率,甚至还可实现同频复用,这极大地降低了无线电管理部门在频率配置和干扰管理上的难度,所以无委力主智能天线早日投入使用。

智能天线的应用还可以极大地增强设备供应商的竞争能力,并且智能天线不受调制方式和空中接口协议的限制,它们能与现有的空中接口方式相适应。智能天线的核心技术是波束形成,并主要由波束形成网络实现。

当智能天线为某个具体用户服务时,利用天线阵列发射或接收无线电波,利用波束形成网络中的某些部分对用户形成极窄的波束指向,而在其它方向上,智能天线能自适应地控制其方向性图为零,这种性能又称为自适应调零功能。正是利用这种功能,可以将智能天线的副瓣或零信号区(也称零陷区)的幅度基本抑制掉,这也造就了智能天线有极好的抗干扰性能。

只要能把主波束做得极细,同一基站(或中心站)主波束数能做得足够多,副瓣也能完全被抑制掉,那么,智能天线的应用至少在理论上解决了众多无线通信频率资源不足的难题。因此,不论在欧日联合提出的第三代移动通信方案w-cdma中,或是我国提出的第三代移动通信方案td-scdma方案中都把智能天线作为特征技术阐述在内,这是有道理的。就是在专用通信网中,这个特点也有着重要意义。我们以815~821 mhz(移动台发)和860~866 mhz(基站发)这一集群系统专用频段为例说明这一问题。这一频段虽可划分成240个双向通,但由于集群系统性能优越,特别是它的调度功能强大,因而该系统特别受专用通信网欢迎,许多系统诸如电力、人防、 交通 、港口、民航等都想发展该系统,从而导致频谱紧张。但是,一旦集群系统采用智能天线以后,频谱紧张这一问题将迎刃而解。

三、智能天线系统的构成

智能天线之所以能具备这些优良性能,这同其系统构成有关,特别是波束形成网络。波束形成网络构成复杂,大体上可分为网络处理系统和网络控制系统两部分,依照网络处理和网络控制的工作原理、结构不同,智能天线可分成波束切换型和自适应阵列两种类型。

波束切换型是指,智能天线能形成多少个空间波束一空间信道事先就已确定,这个确定既包括波束指向,也包括数量。确切地说,这类天线的波束数量有限。当智能天线服务于某用户时,系统能自动从有限波束中选择一个或几个的组合以服务于该用户,而不管所选波束的最大指向是否对准用户,也就是说用户虽处在所选波束作用范围,却有可能不在最大方向上。而且,当用户在移动时波束却是固定的,在用户移动到这种另一波束上时,系统会由此波束切换到另一波束上。基于相同原因,另一波束也不保证其最大指向随时指向用户,这些特点构成了这类智能天线的缺点,但是这类天线结构简单。

自适应阵列型智能天线能形成无限多波束,并能使用户始终得到波束的最大指向。当用户移动时,波束也能作自适应改变。显然,这种类型的智能天线性能最佳,但其网络控制系统相当复杂,还要求系统的实时性好,即要求处理网络在软件上需要有收敛速度快、精度高的自适应算法,以能快速调整波束的复数加权参数w。

目前,智能天线网络系统使用的算法有最小、最大信号比、最小偏差等。它们又各有特点,因而在实际系统中常需要并用,以取长补短,特别是在移动通信和个人通信中。这是因为在这两种通信系统中,电波传播主要在地面,而地面的电波传播环境很恶劣。基于智能天线性能极大地依赖于网络系统软件特性,因此智能天线也被称作“软件天线”。

早期智能天线的波束形成 网络 用模拟电路,但调试难度大、性能稳定性和可靠性差,目前都主张采用数字电路。较为一致的意见是采用高速率的数字信号处理芯片来实现。实际使用的芯片主要有两种:一种是dsp通用芯片,如tms320系列等。另一种则为专用集成电路(asic器件),其中最典型的器件是能进行大规模并行处理的门阵列电路fpga,以c6x调处理器为基础的dsp系统见图3。波束形成网络平台应提供充分模块以支持多个c6x,而且要采用高效率的i/o结构。

天线小型化和微带天线的使用,使得天线阵列结构得以简化。软件方面值得注意的 发展 是,基于特征值分解的自适应数字波束形成算法格外受到重视,因为这种算法能和高分辨率的测向算法统一起来,还能克服众多因素造成的波束误差。但是,此种算法的 计算 量大。

四、智能天线在无线通信中的应用

智能天线能用于很多种无线通信系统中,以提高系统性能。未来专用移动通信网将向公众移动通信网方向发展,或者说二者之间关系更加密切。还应注意:移动通信蜂窝小区正在向微型化、智能化方向发展,站距将更小,分布也更广泛,波束跟踪也更需智能化、实时化,基站配置也将更灵活,智能天线的波束形成技术将在改善地面电波传播质量和降低成本上发挥重要作用。由于智能天线的使用,不论在专用移动通信系统,例如集群系统、无线本地环路,还是在公众蜂窝系统,一改控制信道的发射方式——由全小区(或全扇区或全无线区)范围内的辐射为跟踪性的极窄波束辐射,全区内同频可以多次复用,从而形成了智能无线区(智能小区、智能扇区)的新概念。因为智能天线具有跟踪功能的固有性,无需通信系统另设“定位功能”,从而使采用智能天线的移动通信系统、个人通信系统的越区切换产生了“智能切换”的又一个新概念。而且,智能天线的应用也降低了成本。目前国内在公众移动通信系统中虽然使用了性能优良的单极化全向天线antel bcd-87010、单极化定向天线antel rwa-87027、双极化天线dps60-16 rsx和先进的遥控 电子 倾角天线mtpa890-d4-rxy-z,尤其是后者给日常的移动通信网络优化提供了方便,人们根据需要可以方便地调节天线倾角,以改善覆盖和干扰,但是它们远不能和智能天线相比。智能天线用于移动通信系统时,主要用于基站的发和收。

应该承认,移动通信和个人通信应用智能天线的难度较大,其原因在于移动的多用户、电波传播的多路径等因素造成了信号动态捕获与跟踪的难度,所以移动通信和个人通信中智能天线应用较晚,而无线接入系统尤其是固定式无线接入系统却较早应用。智能天线工作于tdd双工方式的无线接入系统时,可以把上、下行链路的加权系数统一。但在上、下行频率不同时,即采用fdd双工方式时,则下行链路的加权系数在上行链路的加权系数基础上,还需作适当处理。智能天线有望用于移动市话,以改善其频率配置的难度和提高网络的容量,以及提高网络的抗干扰能力。

智能天线也能用于dect、phs、pacs、cdct等体制的无绳电话系统,都能改善它们的系统性能。

智能天线还可用于卫星移动通信系统,例如用于l波段的卫星移动系统的智能天线就是用16单元、环形分布的微带天线阵列和一个波束形成网络构成,采用左旋园极化。而波束形成网络则采用10块fpga芯片,其中2块用于波束选择、控制和接口,8块用于天线阵列的准相干检测和快速傅立叶变换。

智能天线还用于各种专用通信网和军事通信等无线通信系统,以改善系统性能。正是由于智能天线具有重要的应用价值,所以国内外许多大学、研究所、通信公司等单位投入巨资,潜心研究,并已见硕果。

五、结语

智能天线对提高专用网和公众网通信系统容量、抗干扰能力,提高通信质量以及实现同一地址的各专用网的频率共享等具有巨大潜力,近年来备受关注。但是由于波束自适应形成的难度大,影响因素多,因此智能天线虽已用于固定式无线接入、卫星通信、军事通信等系统中,并获益匪浅。但用于移动通信、个人通信中还存在有一些难度。不过近来已传来乐观消息。例如某国外公司已2000年6月在上海移动通信网络中进行智能天线实用试验。所用天线类型为波束切换型。试验结果表明,确实提高了网络的整体性能。另据广东消息称,该省移动通信网络将在充分试验的基础上,引入智能天线,以大幅度提高网络服务质量等级和满足用户数量剧烈增长的要求。

参考 文献 :

[1]李小强,胡健栋.未来移动通信中的智能天线技术[j].移动通信,1999(1)

[2]林敏,龚铮权.智能天线及其在移动通信中的应用[j].电信快报,2000(2)

[3]向卫东,姚彦.智能天线及其在无线通信中的应用[j].微波与卫星通信,1999(2)

[4]toby haynes.先进的dsp结构对无线基站大有裨益[j].环球通信,1999(1)

第7篇：抗辐射集成电路概论范文

Abstract： This paper determined the main content of operational test environment design， analyzed from battlefield environment， complex electromagnetic environment and threat environment， established a comprehensive operational test environment matrix， proposed the idea of using environment matrix discrete points reflected in three dimensional space to represent typical operational test environment to ensure the adequacy and credibility of the combat environment test subjects equipment， which has certain reference significance to deepen the weapon equipment operational test study.

关键词：作战试验环境；设计；环境矩阵

Key words： operational test environment；design；environmental matrices

中图分类号：E91 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0181-04

0 引言

武器装备作战试验是指在装备全寿命周期内，为检验和评估装备作战效能和作战适用性，由独立作战试验机构依据装备训练与作战任务剖面要求，构建近似实战、高度逼真的试验环境，运用多种试验方法和手段，对装备进行试验与鉴定的综合过程。可见，武器装备作战试验重点就是在接近真实的作战环境中检验武器装备的作战效能和作战适用性，作战试验环境如何构建，我们这方面的研究基本是空白的，武器装备作战试验环境设计研究，能够确保作战试验环境的构建的独立性，保证作战试验的充分性，提供作战试验的费效比，对推进作战试验开展具有重要意义。

1 武器装备作战试验环境的概述

“战场”在《军语》的解释：是指敌我双方作战活动的空间，“战场环境”是战场及其周围对作战活动有影响的各种情况和条件的统称，是作战空间中对战争态势有影响的各类客观因素的集合。人们对战场环境概念有着不同的理解，一种意见认为，战场环境应划分为陆战场环境、海战场环境、空天战场环境和电磁战场环境。这种划分将自然属性相关的战场环境人为地分层，难以根据现代条件下战场环境的特点，有针对性地研究各个战场环境对联合作战行动的影响。另一种意见认为，战场环境主要由自然地理环境、人文环境、经济环境和交通运输与通信等要素构成。这种划分方法不够全面，尤其缺少对信息化条件下战场环境构成要素的基本认识，如复杂电磁环境。比较主流的观点认为，信息化条件下的战场环境，具有自然属性、社会属性和军事属性。体现了战场环境是战场及其周围与作战活动相关的各种情况和条件统称。

作战环境又叫做战场环境，是独立于作战系统而存在的客观环境。根据作战任务选定战场区域后，其客观自然环境、社会环境即相对稳定。因此，作战环境主要包括具有自然属性和社会属性的战场自然环境、自然属性和军事属性的复杂电磁环境、军事属性的敌方威胁环境。作战试验环境应尽可能接近真实的战场环境，是对作战环境的模拟。因此，作战试验环境设计应该围绕战场自然环境、复杂电磁环境和敌方威胁环境进行设计。如图1，作战试验环境的总体设计。

2 战场自然环境设计

战场自然环境设计主要包括地表环境、气象环境、水文环境的设计。地表环境又可以分为高原环境、山地环境、丘陵环境、盆地环境、平原环境、草原环境、沙漠环境、水网环境、冰盖环境等；气象环绕又可以分为温度环境、湿度环境、气流环境、光照环境、能见度环境、降水环境、云层环境等；水文环境又可以分为水温环境、水流环境、潮沙环境、浪涌环境、水体环缆、腐蚀环境、能见度环境、水底环境等。在作战行动中，一些战术指标往往受到多种战场自然环境因素的影响。战场自然环境对装备的战术指标影响，不能用单个因素的作战性能因子来反映，而应该采用多种因素综合表征。如图2，战场自然环境的影响因素设计。

根据作战需求，提出研制新装备的需求，同时可以确定该装备的作战使命。新研制装备要进行作战试验，包括作战效能试验和作战适用性试验。以被试装备的作战效能为例，每个效能指标能独立分解成若干个能力指标，能力指标要在作战试验环境中考核。在战场自然环境的考核中，主要是地表、气象、水文等环境的考核，地表、气象、水文根据不同的作战任务确定的不同试验内容而决定。例如，在高原环境条件下陆军某型坦克作战试验环境的构建，应根据高原地表、水文、气象特点和影响因素设计作战试验环境内容，高原地表环境可以按照残丘的戈壁地、简易土路、沙漠路等试验环境进行设计；高原气象环境可以按照降水强度、气压、温度湿度等试验环境进行设计。

3 复杂电磁环境设计

复杂电磁环境从产生辐射的角度来看，主要包括三个方面：人为电磁辐射、自然电磁辐射，以及辐射传播因素。人为电磁辐射是战场电磁环境的主体，按照作战进程不断发生着剧烈的变化，主要包括对抗性电磁环境、非对抗性电磁环境、电磁噪声环境，其中，对抗性电磁环境分为压制干扰环境、欺骗干扰环境、电磁脉冲环境；非对抗性电磁环境分为不同体制信号干扰环境和同体制信号干扰环境；电磁噪声环境分为地区噪声环境和平台噪声环境。自然电磁辐射主要包括静电、雷电、宇宙射线等，这在野战环境中是一个几乎不可控的组成要素。辐射传播因素主要指能够影响电磁波传播形态的各种媒介物质，如大气、土壤、人造电磁散射体等。如图3，复杂电磁环境结构图。

复杂电磁环境试验是验证武器装备最终能否有效发挥作战效能的高级阶段。为满足复杂电磁环境下武器装备作战试验，必须根据装备定型试验的特点，设计其复杂电磁环境试验考核内容。根据复杂电磁环境结构图，装备复杂电磁环境的设计内容应包括电磁兼容性试验环境设计、瞬态电磁干扰试验环境设计和射频及光电环境适应性试验环境设计。电磁兼容性试验环境设计，解决复杂电磁环境下装备兼容工作问题，涉及相同或不同体制信号干扰、地区电磁噪声和平台电磁干扰等环境；瞬态电磁干扰试验环境设计，解决装备干扰和反干扰能力问题，涉及雷电干扰、静电放电、电磁脉冲、压制干扰、欺骗干扰等环境；射频及光电环境适应性试验设计解决辐射传播因素的内场和外场试验，涉及大气传播媒介、土壤传播媒介和人造电磁散射体等环境。最后，依据被试装备的功能、性能、使用频率等基本信息，充分利用获得的电磁兼容试验、复杂射频及光电环境适应性试验、瞬态电磁干扰试验及经验数据，建立系统分析模型，对被试装备在复杂电磁环境下作战试验进行评估，考核被试装备在复杂电磁环境下的作战效能和作战适用性。

4 敌方威胁环境设计

火力威胁是战场上敌方最主要的威胁。敌方联合火力威胁主要包括远程火力威胁和近距离作战火力威胁。远程火力威胁是指使用作战飞机、导弹、多管火箭炮等远程武器和精确制导炮弹实施长时间、大规模、高强度的火力饱和打击，大量杀伤威胁我方有生力量，瘫痪我方指挥系统，削弱我方作战潜力。近距离作战火力威胁是指敌我双方在近距离交战中，敌方利用火炮、反坦克炮、坦克炮和火箭炮及枪械等常规武器装备，对我方进行火力威胁打击，并联合远程火力对其实施火力支援威胁。

敌方联合火力威胁环境的影响因素分为直接影响因素和间接影响因素两类，如图4。直接影响因素主要包括：敌方武器弹药对装备造成的直接损伤，因爆炸冲击波对装备造成的震动而引发的装备故障，因爆炸改变的地表形状造成的装备通行障碍，以及因爆炸引起的烟尘而造成的装备观瞄障碍等。间接影响因素主要指的是敌方联合火力环境对装备操作者的影响，包括震动、强光、噪声、刺激性气味等容易使装备操作者产生烦躁、焦虑等不良情绪，如果装备自身同时存在操作复杂、可靠性差等特征，则更容易加重操作员的负面情绪，使得装备难以发挥出正常的效能，由此反映出装备的联合火力环境适用性不强。

5 作战试验环境分析

作战试验环境是开展作战试验的平台，把平台设计好，才能保证作战试验的充分性和作战试验结果的可信性。对作战试验环境的设计，首先，对作战试验环境进行科学的分析，确定试验环境相对应的影响因素，构建出体现影响因素的各试验场景环境。其次，对各试验场景或环境进行分析，细化分解成相对独立的关键要素，把要素按照强、中、弱的程度进行划分，对作战试验环境进行细化设计。最后，根据作战任务和经验分析判断，优选出具有代表性的典型作战试验环境。

作战试验环境的分析方法，一般按照“五先五后”原则，即先整体后局部、先敌方后我方、先主要方向后次要方向、先前沿后纵深、先概略分析后精确分析，采取整体分析、分区分析、要素分析、重点分析相结合的方式对作战试验环境进行系统分析设计。如图5，作战试验环境分析。方法步骤如下。

5.1 通观全貌整体分析。根据被试装备的作战使命，整体分析被试装备的作战试验环境，确定被试装备的影响因素，围绕战场自然环境、复杂电磁环境、敌方威胁环境的关键影响因素，构建各个试验场景环境，进行作战试验环境的总体设计。

5.2 着眼特点分区分析。着眼作战试验特点，对战场自然环境、复杂电磁环境、敌方威胁环境进行独立分析。围绕战场自然环境进行分析，能够分解成自然场景1、自然场景2、自然场景3，直至若干自然场景n；围绕复杂电磁环境进行分析，能够分解成电磁环境1、电磁环境2、电磁环境3，直至若干电磁环境n；围绕敌方威胁环境进行分析，主要是指敌方的火力威胁，能够分解成火力环境1、火力环境2、火力环境3，直至若干火力环境n。通过对各个作战试验环境的独立深入分析，找出各试验环境对被试装备的独特影响要素。

5.3 区分要素逐个分析。就是把作战区域内具有影响装备作战效能和作战适用性价值的作战试验环境要素，分门别类进行分析判断、优选，从中优选出每个环境要素对被试装备的影响程度，在每个环境的各关键要素的强、中、弱程度影响下，考核被试装备的效能发挥程度、完成任务的好坏程度，根据测得的数据及评估结果，评估被试装备，为决策者提供有价值的信息。

5.4 紧贴任务重点分析。根据不同的作战任务，在总体分析的基础上，根据攻防作战的特点和需要，就影响作战的关键试验环境要素进行逐一逐层的分析。

6 作战试验环境关键要素确定

通过对上述的作战试验环境分析，在战场自然环境层次方面，确定场景1的自然环境关键要素，依次类推，确定场景2、场景3……场景n的关键要素；在复杂电磁环境层次方面，独立分析电磁环境1至电磁环境n的关键要素，再分析场景1在电磁环境1至电磁环境n影响下的要素，确定场景1直至场景n在电磁环境1至电磁环境n影响下的各个关键要素。通过上述得出，战场自然环境关键要素和复杂电磁环境关键要素构成了一个被试装备待试环境的关键要素矩阵A={a11，a12，…，a1n}，其中a11={b11， b12，…，b1n}T，a1n={bn1，bn2，…，bnn}T，a1n代表自然场景n的关键要素集合，bnn代表自然场景n的在电磁环境1至电磁环境n影响下的关键要素。同理，战场自然环境关键要素和复杂电磁环境关键要素构成的矩阵A={a11，a12，…，a1n}，在敌方火力威胁下的关键要素分析，得出矩阵C={c11，c12，…，c1n}，其中c11={d11，d12，…，d1n}T，c1n={dn1，dn2，…，dnn}T，c1n代表独立火力威胁n的关键要素集合，dnn代表矩阵A中的第bnn关键要素在火力威胁n影响下的关键要素。通过这样的分析确定方法，找出的被试装备作战试验环境的所有关键要素，他们要素之间都是相互独立的，且每个要素指标之间不具有重复性，这些个关键要素的离散点，如图6，代表的就是基于作战任务的典型作战试验环境。在开展实装对抗的武器装备作战试验过程中，找到这些具有代表性的离散点对应的试验环境，构建作战试验环境每个关键要素的指标体系，进行作战试验环境设计，才能保证试验的充分性和可信性。

7 结论与展望

我军作战试验的研究处于起步阶段，对作战试验环境设计研究基本是空白的，现行的装备试验的主要分为研制试验和定型试验两个主要部分，研制试验是在可控的理想试验环境下进行的试验，定型试验在弥补实战短板方面进行了部队试验和部队试用，虽然试验环境更加严酷，但是距离作战试验环境要求还有差距，且依托平时的演习进行的部队试验和部队试用，试验环境单一、不全面。本文通过战场自然环境、复杂电磁环境、敌方威胁环境三者间的交互分析，建立了环境指标矩阵和三维试验空间模型，空间内的全部离散点代表不同作战试验环境的点的集合。本文还提出了作战试验环境分析方法，利用这种作战试验环境分析方法，根据具体的作战使命和任务特点，能够在“战场自然环境―复杂电磁环境―敌方威胁环境”三维空间上找出对应的一组离散点，离散点代表的就是基于作战任务的具有代表性的典型作战试验环境，围绕这些具有代表性的典型作战试验环境进行设计，能够确保被试装备的作战环境试验的充分性，这种针对离散点的作战试验环境设计的试验较以往的环境试验，更能节省资源、降低经费、提高效率，避免试验的重复性，具有重要的研究价值。作战试验环境指标需要根据被试装备的作战使命和任务来确定，如陆军某型装备在复杂电磁环境下对防御之敌进攻战斗的对抗试验，应该根据不同的作战使命和被试装备的用途，选择严寒、湿热、高寒、沙漠等不同地区，假想威胁对象的战术、战法和火力威胁模式，构建近似实战的作战试验环境。可见，深化作战试验环境设计研究，对于推进武器装备作战试验的研究具有重要价值，对应指导作战试验的实践工作具有重要意义。

参考文献：

[1]王凯，赵定海，闫耀东，等.武器装备作战试验[M].北京：国防工业出版社，2012.

[2]高万峰，何洋，陈征祥，等.常规武器复杂电磁环境试验体系建设思考[J].兵器试验，2014.

[3]许雄，汪连栋，王国良，等.武器装备作战试验[J].航天电子对抗，2015.

[4]洪丽娜，韩慧，许雄，等.复杂电磁环境表征方法[J].航天电子对抗，2013.

[5]黄毅，张中发.复杂电磁环境构建要素设计[J].装备设计与介绍，2014.

第8篇：抗辐射集成电路概论范文

关键词：广播电视发射；系统滤波嚣；设计

中图分类号：U452.2 文献标识码：A

1 滤波器简介

射频信号通过不一样的频率来区分彼此，而滤波器的工作原理也是利用频率的差异将其分开，射频滤波器会选择可用信号，把其他信号拒之门外，因此通过的信号已经被筛选，滤波器在广播电视的各种装置中有很强大的作用，一般发射机以及天线中间安装这种装置，阻止发射器连带的其他信号，进而有助于增强信号的内容规范性，滤波器的形式和种类都比较多，想将其分门别类也有很多形式，例如利用选频的办法，用此法可分成低通、高通、带通以及带阻和全通等几种；按照滤波器函数近似方法又可以分为巴特沃斯滤波器、反切比雪夫滤波器以及切比雪夫滤波器和贝塞尔滤波器等几种；而按照处理输入模拟信号的方法又可以分为离散时间模拟及连续时间模拟两种。设计滤波器时，需要掌握与滤波器有关的参数，确定谐振腔的多少，而规划处理应当具备的形态之后，再通过电路结构的调整实现最终形态。

2 滤波器的典型结构

调频的发射频率为50MHZ，为VHF波段，而电视的发射频率则为860MHZ，为UHF波段，二者的发射频率均相对较高。如果滤波功能通过集中参数元件来实现，对器件有很大损伤，降低使用时间，装置本身的功率被影响，无法正常发挥，难以产生稳定效用，因此平常状态下，高频滤波器的工作状态的形成要利用电容的分配状态以及电感的分配形成的，波导和问轴传输线是微波滤波器功能能够展开的前提，根据频率通带的情况，滤波器可以分成四种，低通、高通以及带通和带阻，在广电事业中，四种形式都会被使用，而带通是使用最宽泛的一种。

2.1 低通和高通滤波器

低通滤波器一个非常典型的结构就是高低阻抗传输线的交替级联所组成的糖葫芦式滤波器，其电感是采用高阻抗线进行等效串联的，而电容则是通过低阻抗线实现等效并联的。通过对其高低阻抗值和长度的调整就能制造出性能好、结构简单的低通滤波器。而高通滤波器的一般结构是币IJ用同轴短路短截线进行电感的并联，电容的串联则是在内导体圃盘中铺垫聚四氟乙烯来实现，最后构成梯形的高通滤波器。

2.2 带通和带阻滤波器

广电发射装置中对于带阻滤波器的选择是针对一些异常频率，这种滤波器的组成元素为特殊的谐振器，对于内部短截线的波长的显示，通常为1/4，这与谐振器中停顿波长值几乎相等。带通的使用范围最大，远高于其他几种，也是广播电视系统中最为基础的应用内容，根据带宽的实际情况来划分，有宽与窄两种情况，一般来说窄带滤波在宽度上要小于1/5，而宽带的值则会大于2/5，这是区分二者的关键，广电系统更倾向于选择窄带，其代表有频道滤波器，窄带带通滤波器最典型的结构就是级联式耦合谐振腔结构。带通滤波器里面一个非常重要的成分为谐振腔，在一定范围内，它可以对电磁能量进行控制和约束。谐振腔的状况优劣可直接影响滤波器的状态好坏，对谐振腔功能的判断可以通过两种方法，一种称为谐振频率，另外一个是品质因数，谐振频率的概念是说，在谐振刚路上电磁能量进行转换的频率，它的情况跟回路路线情况关联很大，而谐振回路出现磨损和消耗等也会给品质因素，也就是Q值造成影响，它的内涵是说在谐振时广播电视发射系统中所储存的磁能或电能和一个周期内系统损耗能量比的二倍。谐振腔中的品质因数越高，表明其谐振响应曲线就越尖锐。通常来说，开路谐振腔或者同轴短路的典型无级品质因数大概为几千，问轴谐振腔的品质因数要明显小于波导的品质因数，而矩形波导的品质因数又低于圆波导的品质因数。通常圆波导典型无载品质因数大概在20000～40000之间，而矩形波导典型无载品质因数的值m0在10000～20000之间。

比较常用的谐振腔有波导和同轴谐振腔两种，其中VHF，UHF以及FM频段主要采用同轴谐振腔，常见的同轴谐振腔为一端短路，一端加载的同轴腔。同轴线的内外导体长度、同轴线的特性阻抗直接影响着腔内的谐振频率，腔体的大小由功率容量来决定。而I波段及UHF高端等微波波段主要采用波导腔，波导腔又有网柱波导腔及矩形波导腔两种，所谓的圆柱波导腔是一个封闭的圆柱金属简，其谐振频率的高低由腔体实际物理尺寸的大小及腔内电磁场模式来决定。所谓的矩形波导腔是一个长方体金属盒，同样的，腔体实际物理尺寸的大小和腔内电磁场模式决定其谐振波的频率大小。把数个谐振频率一样的谐振腔按照一定的辐合方式级进行联接，就组成了传统带通滤波器，对其输入输出端和各谐振腔间的耦合做相应调整，就能满足带通滤波器的相关性能要求。谐振腔间的耦合方式要包括磁耦合、电耦合以及电耦合成磁耦合，辐合环的位置、大小以及方向，探针的位置，深浅程度以及是粗是细，加上耦合缝在什么方位，这些都是耦合两发生变化的重要因素，级联式耦合带通滤波器其优点体现在技术稳定、可靠，在调试工作方便很简单，至于腔体怎样进行排列并无特别说明，而带外的衰减曲线也相对平稳，不会大幅度起落。

3 输入模拟信号的处理方式

3.1 离散时间模拟滤波器

离散时间模拟滤波器最典型的代表即为开关电容滤波器，时钟频率以及电容比例决定其滤波性能，其频率精密度甚至可以达到1/1000，通过电容滤波器的开启和管壁产生的信号并不产生量化，持续工作，不过，由于采样工作范围有所限制，因此，频率采集工作要设置超过2倍的信号才不会出现混叠的情况。离散时间滤波器方法的效果想要达成，通常会选择过采的方法，就是上文提到的将频率值设置大于频率最高值的2倍，这样让工作可靠性提高，所以，应选择高带宽的放大器，和速度很快的时钟一起使用。

3.2 连续时间模拟滤波器

这种持续发送的模拟信号能够选择与其相适应的滤波器完成处理，不必提取进入信号的样品，所以，不必再另外选择平滑滤波器，则能很好控制频率很快、状态不稳的滤波，但是这种滤波器尚有缺点难以解决，一方面这种频率受到电容商和电的流通量的限制，另一方面这些因素又会被更大的操作以及气温等的转变所干扰，所以，对这种滤波器频率掌握的精度控制在1/5或者3/10这个区间。

因此可以了解，如果滤波器要求在带宽精度很高的地方使用，就必须有相关的校正办法，不会导致两种电波混淆或重叠，这当中调谐电容就是很好的一个方法，要适当找到电中，对其进行调整，叫滤波器就会发生频率的变化，调整效果很好。

参考文献

第9篇：抗辐射集成电路概论范文

【关键词】低本底；性能最优化；特色电路；常见故障

0 前言

BH1217Gα辐射测量仪是一种金硅面垒型半导体微量α放射性测量设备，主要用于放射性工作人员的尿样分析和其他弱α放射性样品的测定。由于待测样品中放射性物质含量非常低，所以仪器不但要有极低的本底，而且还应有较高的探测效率，同时还要有较高的灵敏度。另外，BH1217Gα辐射测量仪探测元件与监测样品距离很近，很容易造成仪器污染，本底升高，设备性能变差。对于剂量监测仪表而言，要实现仪器的探测效率和本底均同时处于理想状态往往是比较困难的，因为提高设备探测效率时，其本底往往也会随之升高。因此，需要通过理论计算，选择适当的系统本底和探测效率，进一步优化设备性能，同时还要对样品中是否含有放射性物质作出准确判断。

1 仪器工作原理及其技术特色

1.1 仪器组成

BH1217G多路低本底α测量仪由主机和微机两大部分组成，主机包括探测器、屏蔽室、反符合器和电子学线路；而电子学电路则由抗干扰交流参数稳压电源（简称抗干扰电源）、NIM低压电源、电荷灵敏放大器、予主放大器及多路甄别成形器组成。微机部分包括计算机主机、显示器及打印机。

1.2 工作原理

仪器核心探测元件为半导体金硅面垒，α粒子入射到主探测器上，在灵敏区内产生电子-空穴队，在偏压的作用下被收集产生一个负的电流脉冲，此脉冲经电荷灵敏放大器积分倒相，在输出端产生一个前沿很陡（ns量级），后沿按RfCf（RfCf为电荷灵敏放大器内的反馈电阻和反馈电容）指数衰减的正脉冲。此脉冲再至设有一定阈值的多路甄别成形器中，低于阈值的信号不能进入成形器，高于阈值的信号则进入多路甄别成形器，且输出一个幅度为4V的方形负脉冲，而后进入计算机被记录下来。

1.3 技术特色

（1）为了降低探测器工作偏压，设备选用了面积较大（Φ20mm）的金硅面垒探测元件，灵敏区面积较大，对重带电粒子探测器的效率可达到100%，且能量线性和能量分辨率均优[1]。另外，探测器外壳、屏蔽室及屏蔽室内靠近探测器的元件均选用了放射性杂质极少且接触良好的黄铜材料。

（2）探测器灵敏区很薄，适当提高α粒子的甄别阈值，减少电荷灵敏放大器的反馈电容Cf，可有效地记录α粒子，而β粒子和γ射线均不会产生有效的本底计数。

（3）设备采用反符合技术，一些高能粒子及宇宙射线虽然穿过主探测器，但是，一旦再到达反符合探测器，电子线路依然不会有相应的信号输出，因而可消除这部分本底。

2 参数选定

对于剂量监测仪表而言，仪器的效率和本底优化往往是一个矛盾的过程，提高效率，本底也会随之升高，因此如何选择适当的本底和效率需进行理论计算。另一方面，测量时间的长短也对测量精度有直接的影响，测量时间太长，实际工作量太大，时间太短，无法达到应有的精度。

2.1 探测下限、探测效率和本底

BH1217G多路低本底α测量仪对239Puα标准源的2Л探测效率≥40%，本底≤5个（24h）。为了获得较高的灵敏度，可在满足参数要求情况下，调整仪器电子线路阈值等参数，得到一系列的本底和效率值，通过理论计算，选择确定一组合适的数据，使仪器的探测下限最低。效率和本底选择可通过以下数学表达式来确定。

Q=E2/4B （1）

Q为优质因子，其概念是：当仪器的测量时间确定，在得到的一系列效率和本底值里选择一组合适的数值，使Q值最大，即仪器的探测下限最低，灵敏度最高。E探测效率，B为测量本底。

2.2 测量时间

确定适当的测量时间，对于优化仪器的工作性能是一个必不可少的环节。为此，在探测下限及误差一定的条件下，通过以下近似计算公式，可确定BH1217G多路低本底α测量仪最佳测量时间。

Tc=1/[（nc-nb）・v2] （2）

Tc为最佳测量时间，nc为每分钟样品计数率，nb为本底计数率，v为所要达到的测量精度。

3 常见故障及注意事项

3.1 常见故障

3.1.1 本底较高，计数不稳

主要原因：①操作样品盘不当，或者在屏蔽室内样品放置时间太长，α源有“爬”出现象，造成金硅面划伤和污染。②周围功率较大的设备或者其他一些电磁波会对仪器的本底造成不良影响。③供电电压异常。④设备震动、晃动等不稳因素。

3.1.2 没有计数

如果仪器出现没有计数现象，首先，要检查电源性能是否良好。其次，要检查电荷灵敏放大器和予主放大器是否损坏。具体方法为：使用万用表检查放大器前端的监测电压，正常情况下，电荷灵敏放大器为

-0.1v-0.2v；予主放大器为-0.7v左右，否则，则说明放大器出现故障。另外，必要时，也应该对主放大器的噪声进行检测，正常的噪声带约

-200mv左右。NIM电源损坏也会造成仪器没有计数。

3.2 注意事项

3.2.1 安放环境

仪器最佳工作环境：5-30℃，湿度≤85%，需远离大型机电设备和强放射的工作场所内。在潮湿季节，即使没有样品测量，每周应工作定期开机，连续运行八小时以上。仪器的AC220V电源应保护接地，主机部分和微机部分的AC220V电源插头均应插在同一个接线板上，且要保证插头牢固可靠。

3.2.2 操作注意事项

①不应私自调动和拆卸；使用时不能移动碰撞仪器或者电源设备。②取样盘、送样板、放射源托盘及其他用具都要保持清洁，且应专用。清洗时，应使用酒精，但必须待酒精完全挥发后方可推入探测器屏蔽室。③在标定或者测量时，样品中如有酸或者有机溶剂，就必须灼烧干净，且样品盘内物品上端面不能高出送样板的上端面，同时要轻推轻送，否则就会污染屏蔽室，严重时更会划伤金硅面探测器。

3.2.3 选择性测量

仪器不可用于强α放射性样品的测量，否则极易污染探测器。标定时，电镀源活度应在103计数/2Л・分以下，粉末源应使用丙酮溶解固定，然后使用红外灯烤干。与此同时，使用电镀源标定时，应尽量减少标定次数，且不能在屏蔽室内放置时间太久，否则会因母核反冲效应而造成污染。

4 结论

BH1217G多路低本底α测量仪作为一种有效的内照射监测手段，在实际工作中意义重大，因而选定适当的设备参数，正确操作安放和操作仪器，能够及时发现故障，解决问题时十分必要的。本文仅从理论上提供了一些必要的技术支持，具体实施还需要相关人员长期不断地努力，从而能够更好地确保设备的稳定可靠运行。

【参考文献】