强电磁脉冲的孔缝耦合特性及计算机设备的防护

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１ 引 言
随着微电子技术 的迅 速发展 ， 计算机 系统 正朝 着高频率 、 高速 率 、 高集 成度 、 高安装密度 、 低功耗 、 小型化 的方 向发展 。 性能提升 的同时也带来了新的问题 ，随着超大规模 固体集成
刘小院， 援（ 贾建 西安 电 子科 技 大 学机 电 ｌ程 学 院， ｒ 陕西 西安 ７ ０ ７ ） １０ １
Ｌ ｕ Ｘｉ ｏ ｙ ａ ，ｉ Ｉ ｎ ｙ ａ （ｃ ０ ｌ ｆ ｅ ｔ ～ ｃ ａ ｉａ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ， ｉ ｉ ｎ ｖ ｒ ｔ ｉ ａ ｕ ｎ Ｊａ Ｊ ａ — ｕ ｎ Ｓ ｈ ０ ｏ ｃｒ Ｍｅ ｈ ｎｃｌ ｇｎ ｅ ｉｇＸ ｄａ Ｕ ｉ ｓ ｙ Ｅｌ ｏ ｎ ｅｉ
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扰、 翻转 、 乱 、 时 损 伤 、 级 、 毁 。 扰 瞬 降 烧
本 文通 过综 述 强 电磁 脉 冲对 计 算 机 设 备 的 影 响 及 其 孔 缝
耦合特性 ， 提供在强电磁脉冲环境 下 汁算机系统的防护措施 ， 并 提出模块化封装 的综合性防护途径 。
（） １ 从作用 机制分类 ， 强电磁脉 冲效 应主要有 ： 热效应 、 射 频干扰和 ” 浪涌 ” 效应 、 强电场效应和磁效应。 （） ２ 从作用持续时间来分类 ， 强电磁脉 冲效应可 以分为 ： 瞬
时 效应 、 时 效应 、 久 效应 。 暂 永
２强电磁脉 冲的特点及 其对计算机系统 的影响
２１强 电磁 脉冲 的特点 ．
强 电磁脉冲是 一种瞬变 电磁现象 ， 具有如 下特点刚：
（） 量 强 度大 。核 爆 炸 产 生 的 瞬 发 射 线 的能 量 约 占爆 １ 能
（） ３ 从效应的破坏程度分类 ， 电磁脉 冲效应可 以分为 ： 强 干
ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｅ ｍ ｏ ｕｌｒｐ ｃｋ ｅ ｗａ ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｅ ｎ ｄ ａ ａ ａｇ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｈ
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２ ． ２强电磁脉冲效应及其对计算机系统的影响
强 电磁脉冲效应 主要研究强 电磁脉冲与物体和系统相互
作用 的过 程 、 理 和 效 果 ， 按 如 下 标 准进 行 分 类 ［ ： 机 可 ４ ５ １
体 内电子设备的正常工作 ， 因此 ， 入研 究在强 电磁脉 冲环境 深 下计算机设备孔缝耦合特性及其防护途径尤为重 要。
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摘 要 ： 文对 强电磁 脉 冲的 缝 耦 合特性 进行 了硬 究 ， 出 了计算 机系统 对 强 电磁 脉 冲的 防护技 术 本 Ｌ 给
和措施 ， 出 了模块 化封装 的综合 防护途径 。 提
关 键 翊 ： 电磁脉 冲 ；Ｌ 耦合 ； 块化封装 强 孑缝 模 巾 圈分 类 号 ：Ｐ０ Ｔ ３９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ３０ ０（ １）７－０１０ １０ — １７２ ００ －（ － ４ ０ ０ －
Ｔｈ ｏ ｅ ｔ ｎ ｔｃｈ ｏｏ ｄ ｍｅａ ｕ ｅ ｎ ｓ ｏ ｈ ｏ ｅ ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｅ ｎ ｌｇｙ ａｎ ｏ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｆｔ ｅ ｃ ｍｐｕｅｒｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｎ ａ ｉｔｇｒ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｔ ｑｕｐ ｎｔｗｅ ｏ ｉｔｏ ｕ ｅｄ ａ ｄ ｎ ｎｅ ａ ｉ ｒ ｔ ￣ ｉ ｏ ｏ
而 且很 快 七 至峰 值 。 升
ｆ频谱范周宽。 ３ ） 从频谱看 ， 高空核爆炸 电磁脉 冲频谱覆盖
了从 超 长 波 直 至 微 波低 端 的整 个 频 段 ， 而 对 无 线 电通 信 、 从 导 航 和广 播 等 系 统 的安 全 运 行 构 成 了严 重 威 胁 。
【） ４覆盖半径大 。 从覆盖的区域看 ， 地面爆炸式电磁脉 冲源
区的 覆 盖 半 径 为 （ ）ｉ， 高 空 爆 炸 时 ， 球 上 凡 能 看 到爆 ３～８ ｎ 而 ｋ 地 点 的 地 方 皆 能受 到 电磁 脉 冲 的覆 盖 。
致损坏的功率都 在慢慢 降低 ，这些都使得计算机 系统受到强
电 磁脉 冲影 响 的可 能 性 大 大 提 高 Ｉ 凶强 电磁 脉 冲 的 能 量 高 ， １ 。 极 易通 过 屏 蔽 腔 的孔 缝 耦 合 到 腔 体 内 ，从 而 影 响 和破 坏 屏 蔽
技 术 的 发 展 ，硅 片 上 容纳 的元 器 件 和 电路 的 数 量 一 直 在 迅 速 增 长 ，使 得 电 子 器件 正 常 丁作 的 电 流和 电压 电平 以 及 可 能 导 ＿ ＝
值场强 ， 电场 强 度 可 达 （０ ～１ｓ ／ 磁 感 应 强 度 可 达 １ｍ ， １ ０） ｍ， Ｖ ０ Ｔ
竺
强 电磁 脉 冲 的 孔 缝 耦 合 特 性 及 计 算 机 设 备 的 防 护
Ｃｏ ｐｌｎ ｕ ｉ ｇ Ｃｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｆＳ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ａ ｎ ｔｃ Ｐｕ ｓ ｎ ｏ ｅ ｔｏ ｆＣｏ ｐｕ ｅ ｕｉ ｍ ｅ ｔ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｏ ｔｏ ｇ Ｅｌ ｃ ｒ ｍ ｇ ｅ ｉ ｌ ｅ ａ ｄ Ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｏ ｍ ｔ ｒＥｑ ｐ ｎ