GB／T 18039.10-2018标准规范下载简介

GB／T 18039.10-2018 电磁兼容 环境 HEMP环境描述 辐射骚扰简介：

GB/T 18039.10-2018 是中国国家标准，全称为“电磁兼容性 环境 第10部分：高能电磁脉冲（HEMP）环境描述”。该标准主要定义了高能电磁脉冲环境的特性，并为相关设备和系统的抗HEMP性能测试提供了依据。

HEMP（High Energy Electromagnetic Pulse）即高能电磁脉冲，通常是在核爆炸或其他类似的高强度电磁辐射事件中产生的，其特点是脉冲持续时间短，但能量密度极高，对电子设备和电力系统有着严重的影响。这些影响包括设备的直接损坏，电力系统的瘫痪，以及通信系统的中断等。

辐射骚扰简介则是对在HEMP环境中，设备或系统可能面临的电磁辐射干扰的概述。在HEMP环境下，设备可能会受到瞬态的、高强度的电磁辐射，这种辐射可导致设备内部电路的电压、电流异常，从而影响设备的正常运行。

标准GB/T 18039.10-2018详细描述了HEMP的环境，包括脉冲的波形、幅值、持续时间等特性，并定义了相应的测试方法，以评估设备在HEMP环境下的抗扰性。这对于确保关键基础设施（如电力系统、通信网络等）在潜在的HEMP威胁下的稳定运行具有重要意义。

GB／T 18039.10-2018 电磁兼容 环境 HEMP环境描述 辐射骚扰部分内容预览：

电磁兼容环境 HEMP环境描述辐射骚扰

《电磁兼容环境》的本部分定义了高空电磁脉冲（HEMP)环境，即高空核爆炸的效应之一。 研究这个题目需要考虑两种情况： 高空核爆炸； 低空核爆炸。 对于民用系统来说，最严重的一种情况是高空核爆炸。在这种情况下，核爆炸的其他效应，如 地面冲击、热辐射及致电离辐射均不会影响到地面。然而，核爆炸产生的电磁脉冲可能会引起通 充、电子和电力系统的损伤和毁坏，进而影响现代社会的稳定。 本部分的目的是建立HEMP环境的一个一般参考，为敏感设备选择实际环境参数，从而评估 感度。

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T4365—2003电工术语电磁兼容[idtIEC60050(161)：1990

高空（高于30km）核爆炸会产生3类 早期高空电磁脉冲（快）； 中期高空电磁脉冲（中等）； 晚期高空电磁脉冲（慢）。 从历史上看，人们将大部分注意力都集中在早期高空电磁脉冲上，曾经一度将高空电磁脉冲简单认 为就是指早期高空电磁脉冲。而在这里，我们使用的术语“高空EMP”或“HEMP"将包括所有这3类电 磁脉冲。术语核电磁脉冲（NEMPI>）则覆盖很多类别【6层】4739.98平米地下一层地上六层框架住宅楼投标文件编制(清单报价、建筑结构图)，其中包括地面核爆炸产生的源区核电磁脉冲 （SREMP2）以及在空间系统激励的系统电磁脉冲（SGEMP"）。 由于高空电磁脉冲（HEMP)是由高空核爆炸产生，在地面将不存在其他核武器效应，如射线、热 福射、冲击波等。20世纪60年代初，美国在南太平洋进行高空核爆试验，结果对远离爆炸点的电子设 备产生巨大效应的报告中首次出现了高空电磁脉冲（HEMP)这个术语

GB/T4365一2003界定的以及下列术语和定义适用于本文件

2） SREMP：源区核电磁脉冲 3）SGEMP:系统电磁脉冲。

在水平面的垂直平面中，传播方向与水平平面（地平面之间夹角（见图1）。

图1关于极化、仰角业和方位角币的定义

图2平面波的几何学定义

5高空电磁脉冲环境的描述、辐射参数

5.2HEMP在地面作用范围

图4高空核爆炸产生早期HEMP图解

高空核爆炸时，HEMP在地面的作用范围取决于爆炸高度和爆炸当量。在作用范围内不同位置处 现测到的电场信号差别非常大（比如峰值、上升时间、持续时间或是极化方向），例如，对北半球的高空核 爆炸，最大峰值电场（记为Emax）出现在爆心地面投影点的南面，高达50kV/m（该值取决于爆高以及爆 炸当量）。图5描述了早期HEMP在地球表面作用范围的切向半径与爆高（HOB)的关系。例如，爆高 50km时，早期HEMP在地面的作用半径为800km；爆高500km时，作用半径为2500km。图6所示 为不同爆高下，早期HEMP在地面作用范围内峰值场强的变化。

图5HEMP在地球表面作用范围切向半径与爆炸高度的关系

5.3HEMP时域波形

5.3.1早期HEMP时域波形

图6中的A、B、C三个不同位置处的早期HEMP时域波形如图7所示。由于早期HEMP在地面 不同位置处的人射波形变化大，且爆点位置无法预测，所以将构造一个普适的HEMP时域波形，该波形 需保留近投影点处电场波形的上升时间以及最大峰值范围内的峰值。所有位置处电场波形的包络，就 是一个极端情况下的普适波形。国际上根据早期HEMP作用范围内所有电场频域波形的傅里叶变换 包络，构造了一个更实际可、民用的普适电场波形，即参数为2.5ns/23ns的脉冲波形。

图6爆炸地面投影点在北纬30° 100km~500km范围内，地面上 峰值电场的典型变化（该数据适用于爆炸 为士万吨级或更大的情况）

综上所述，自由空间内的早期HEMP电场波形如式（1)：

E，一电场强度，单位为伏每米（V/m）； 时间，单位为秒（s）。 根据式（1)作图8a)和图8b)，其中图8a)显示的是脉冲的上升前沿特性；图8b)显示脉冲的后沿特 性。由于图8a)和图8b)中的波形包含了任一早期HEMP的特征，所以此波形可认为是标准波形。该 脉冲波形的峰值为50kV/m，10%～90%上升前沿为2.5ns，峰值时间为4.8ns，半高宽为23ns。该早 期HEMP波形的能注量为0.114J/m²

需要强调的是，早期HEMP是一个入射场，而在上面的讨论并没有考虑地面的反射，关于地面反射 的情况见5.7。由于入射电场极化方向垂直于电磁波的传播方向和地磁场方向，因此早期HEMP在地 面作用范围的切点处，电场的局部垂直分量在爆点的地磁东侧和西侧达到最大，而在南侧和北侧为0。 由于爆点的位置未知，电场的垂直和水平分量可按式（2）定义：

关于6m的值参见图8c）。

）0ns~10ns（脉冲上升前沿）

图8早期HEMP情况（电场部分）

5.3.2中期HEMP波形

中期HEMP幅值在10V/m～100V/m范围内，持续时间在0.1μs至0.01s之间。与早期HEMF 类似，中期HEMP也可定义为相同极化方向的人射场。在经过地球的反射之后，电场水平分量很小，基 本是垂直极化。 中期HEMP在自由空间内的电场时域波形如式（3）

式中： E2电场强度，单位为伏每米(V/m）； 一时间，单位为秒（s）。 图10展示了上述电场波形，波形峰值为100V/m，脉冲半高宽为693μs，能注量为0.0133J/m²

中： E2—电场强度，单位为伏每米（V/m）； 一时间，单位为秒（s）。 图10展示了上述电场波形，波形峰值为100V/m，脉冲半高宽为693us，能注量为0.0133J/m

5.3.3晚期HEMP

晚期HEMP是由磁流体动力学效应产生的，在地球内产生的电场约为儿十毫伏每米，持级

s到1000s之内.水平极件

电场场强单位为V/m，时间单位为S。上述波形如图9所示，图中α。是大地电导率。对其他大地 电导率， E:~

电场场强单位为V/m，时间单位为S。上述波形如图9所示，图中α。是大地电导率。对其他大地 电导率， E:~

9晚期HEMP标准波形

图9中，波形的峰值场强为38mV/m， ，正脉冲宽度20S，负脉冲宽度130S。

5.3.4完整的标准HEMP电场时域波形

图10所示为上述3种不同时期的HEMP电场波形的总和。需要强调的是：E，（t)和E2（t)是入射 波，具有相同的极化方向；而E（t）是地球内部感应的电场，水平极化

图10完整的HEMP标准时域波形

当电磁波频率f大于1.6kHz，距离源30km（源区高度，参见图4)外，下述著名的远场准则成立 见式（7）]：

C一光速。 对于HEMP，上式在爆后100μs内都成立。因此，将图10中100μs前的HEMP电场波形除以 Z。=120元Q后就可以得到磁场波形。这样，由式（1)可得到入射磁场的峰值见式（8)：

[EMP，上式在爆后100μs内都成立。因此，将图10中100μs前的HEMP电场波形除以 2后就可以得到磁场波形。这样，由式（1)可得到入射磁场的峰值见式（8）：

E。1—电场强度，单位为伏每米(V/m)； Z。阻抗，单位为欧姆(Q)； H。磁场强度，单位为安培每米（A/m）

5.5HEMP幅值谱和能量注量谱

Ho1 50000 132.6 2. 120元 .（8

多数典型的HEMP能量收集器都是频率选择的。因此，务必获得HEMP的能量频谱。对上面得 到的HEMP电场时域波形进行傅里叶变换后就能得到电场频域波形如式（9)：

.............................(9

对于式（1)、式（3)、式（5)及式（6)中的一般解析形式的时域波形办公楼建设项目弱电工程量清单，其傅里叶变换的解析形式如 式（10）：

E.(f)=7 E0m*km(b. (2元f+a.)(i2元f+bm）)

相位偏移角（对于E，和E2*Φ=0;E，和E，9=2元f)。 图11所示为HEMP电场的幅值密度频谱，E1、E，、E，分别代表3个不同时间段的HEMP。

描述了各频点的能量密度，例如当f>10"Hz，远场区

Z。=120元02。 在频域内对式（11)作积分，可以得到早期HEMP电场E，的能量注量如式（12）：

DBJ04∕T 406-2020 建筑物移动通信（5G）基础设施建设标准图11HEMP各成分的幅值频谱

S(f) =2IE()

S(f) =2IE(f) Z.