电磁脉冲模拟将使最新的行政命令负担得起

最新一届政府最近发布了一项行政命令，协调美国保护自己免受电磁脉冲影响的能力。

电磁脉冲(EMP)是一种电磁干扰(EMI)，使电子元件处于异常高的电磁场中。这些磁场产生的电流和电压会损坏电子设备。

利用ANSYS HFSS进行的电磁脉冲模拟显示了电磁场万博如何在城市景观中传播。

政府担心，如果没有适当的电磁脉冲保护措施，电磁脉冲可能会永久性地损坏一个大地理区域的电子硬件，比如一个城市。这种中断可能会持续到受影响的设备被替换。因此，电磁脉冲可能对美国的安全、经济和公民构成重大威胁

万博Ansys基于电磁脉冲模拟是联邦政府颁布行政命令最安全、最有效的方式，而且不需要冒昂贵设备的风险。它们是开发技术、设备和协议的一种快速且经济实惠的方式，可以预测、响应、恢复和预防电磁脉冲的潜在破坏性影响。

电磁脉冲如何影响电子产品?

Ansys的高级产品经理兼EMI专家Juliano Mologni说:“电磁脉冲效应类似于雷击，但它们影响的区域要大得多。”万博

仿真显示了电磁脉冲对高压输电塔的影响。

电磁脉冲可以在超级太阳风暴期间自然发生。这发生在1989年的加拿大魁北克当时，一场太阳风暴摧毁了魁北克水电公司的电网。太阳风暴也造成了1859年的卡灵顿事件，它点燃了电报．

电磁脉冲也可以通过在大气中引发核爆炸来制造。例如，在a1962年美国高空试验在美国，400公里(250英里)的爆炸在1400公里(870英里)外产生了意想不到的结果。它引发的电磁脉冲摧毁了夏威夷的路灯、断路器、电信等。爆炸甚至影响卫星．

电磁脉冲效应是一个工程问题吗?

确定这些是否值得关注的最好方法是确定电磁脉冲发生的几率。

模拟显示了电磁脉冲对飞机的影响。

核威慑仍然是防止核打击和电磁脉冲打击的最佳途径。即使电磁脉冲摧毁了美国各地的电力，分布在世界各地的核潜艇也能做出反应，因为它们不会受到来自大陆的攻击的影响。因此，希望是大规模毁灭性保证(MAD)将防止针对所有国家的人为电磁脉冲攻击。

至于自然发生的电磁脉冲，这些更有可能发生。来自NASA的估计电磁脉冲撞击地球的几率为每十年10%到12%。所以，这不是电磁脉冲是否会袭击的问题，而是电磁脉冲何时袭击的问题。因此，电磁脉冲效应应该是一个工程问题。

Ansys公司战略合作与业务技术总监马克•拉文斯塔尔表示:“美国应该关注电磁脉冲击中电网后会发生什么。万博应该做更多的研究，而HFSS可以帮助提供这项研究。”

他补充说:“HFSS使工程师能够提出更好的设计实践，以防止电磁脉冲的影响。如果我们开始建造带有核磁共振室屏蔽的建筑物，我们就不会有无线通信。所以，这是我们必须走的一条路。”

工程师可以使用电磁脉冲模拟来保护电子设备

莫洛尼针对电磁脉冲问题提出了两种可能的解决方案。第一种是屏蔽，第二种是使用防雷级浪涌保护装置，如金属氧化物压敏电阻。

比较电磁脉冲撞击带屏蔽和不带屏蔽的飞机所产生的感应电流。飞机设备所经历的最大电压降低了34%。

比较电磁脉冲撞击带屏蔽和不带屏蔽的飞机所产生的感应电流。飞机设备所经历的最大电压降低了34%。

莫洛尼说:“屏蔽是一种可行的解决方案，但它既复杂又昂贵。”“你必须确保屏蔽是频率选择性的，这样某些信号，比如无线通信，才能穿过屏障。”

第二种方法是将电磁脉冲信号从电子元件中转移出去。这种方法类似于避雷针将闪电重新导向地面。

“你可以在传导路径的两端安装浪涌保护装置，”莫洛尼解释说。“当电磁能量短暂爆发时，就像你从EMP中看到的那样，浪涌保护装置会将信号发送到地面。您的设备可能会在事件期间丢失数字信号信息，并且可能由于软件错误而需要重新启动，但不会遭受永久性的硬件损坏。”

联邦政府需要使用电磁脉冲模拟

“幸运的是，联邦政府可以使用HFSS来测试这些解决方案，或者提出其他解决方案，”莫洛尼补充说。“可能有数百种其他更具成本效益的解决方案。HFSS是搜索和测试这些解决方案的快速、准确和经济的工具。”

他补充说:“HFSS的EMP模拟可以计算电磁场和噪声如何影响仪器。另一方面，涉及电磁脉冲的物理测试可能会破坏您试图保护的设备。使用电磁脉冲模拟，工程师可以在不破坏任何原型的情况下测试电磁脉冲的效果。然后他们可以快速迭代设计，直到它得到保护。使用HFSS可以很容易地获得电磁场和电流矢量的可视化等其他洞察力。”

如上所述，电磁脉冲是电磁干扰的激增。要了解更多关于电磁干扰的信息，请阅读白皮书:高性能电子设计-预测电磁干扰。