医疗卫生装备抗高功率微波技术分析

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1、医疗卫生装备抗高功率微波技术分析【摘要】随着高功率微波研究不断深入，高功率微波武器在战场上的应用日益广泛，未来丝战场复杂的电磁环境对我军医疗卫生装备冢提出了严峻的考验。本文列举了高功率微潍波的常用阈值，探讨了医疗卫生装备的HㄦPM防护措施，以保证在未来复杂电磁环祷境下我军医疗装备能够正常工作，发挥其谓野外急救和生命体参数监测的作用，为未算来战争提供可靠的卫勤保障。【关键词滁】高功率微波  医疗卫生装备  电磁铊干扰  HPM防护1  引言高功毅率微波是指微波脉冲峰值功率大于100伉MW以上的微波，由于HPM本身具备的柒优点，其应用越来越受到各个领域的重视。HPM武器是利用高功率微波的

2、射束能删量干扰和摧毁敌方电子设备、破坏敌方武炀器系统或杀伤作战人员的定向能武器，自缮海湾战争以来，其作为一种潜在的新概念搐武器，已经在集“陆、海、空、天、电磁浦”五维一体的空间立体式信息化战争中发函挥了重要的作用[1]。在未来战场上，倏它必将得到更为广泛的应用，这对我军雷镍达、通信、计算机、各种战术导弹、预警旨飞机、隐形飞机、车辆点火系统等武器装俦备构成了极大的威胁，同时，对我军后勤隽9/9保障系统中的医疗卫生装备也提出了严峻的挑战[2]。随着现代电子和工程技狻术的发展，医疗卫生装备对电磁信号的敏淀感度也越来越高，尤其是检测人体生物电幺生理信号的仪器，其检测结果会受到干扰羼，严重时会

3、产生强电击危及生命；如果是伎带有计算机系统的医疗装备，大幅度的共模干扰，还会引起计算机逻辑错误、信息毛丢失等。比如，在战场上常用气动式电控帘呼吸机急救设备，其工作原理是依靠中心Ⅺ供氧或气泵为气源，通过微机控制对患者簸进行控制呼吸与辅助呼吸及自主呼吸，一旦电子控制线路受到HPM攻击和破坏，祓泵送气源频率将紊乱，仪器将无法正常工革作，对患者生命带来极大危险[3]。在呖未来信息化战争环境下，高功率微波对我趼军医疗装备的影响已经不可避免，因此，酝加强医疗装备的HPM防护势在必行。 掎2  HPM对医疗卫生装备的作用机雉制随着科学技术的发展，现代医学仪器葺逐渐向微型化、智能化方向发展，其核心

4、词部件基本都由微处理器控制。高功率微波泡主要通过微波的热效应对医疗装备中的元器件如单片机、电阻、电容、半导体器件等产生破坏。典型的HPM失效效应是电周子元器件的烧毁，其次是使电气子系统的未性能受到影响，以及使其工作状态改变。邋  HPM破坏机制9/9HPM对医疗卫捃生装备等电子设备的作用机制，概括起来擎主要有以下两方面[4]：电效应，是皴指在高功率微波下金属表面或金属导线上勉产生感应电流或电压并对此电子元器件产荭生的效应，如造成电子元器件状态的翻转沽、器件性能的下降和半导体器件的击穿等﹃。热效应，是指微波照射电介质材料时夜，该材料会吸热升温的现象。材料单位体揿积吸收的功率值与电场强

5、度平方成正比，硇随着材料导电率的升高而增加，此外，还旆与介电常数和微波频率有关。这种热效应会使目标瞬间被加热。轻者，医疗装备的姻电子系统受到干扰而失效；重者，整个系统将被摧毁。  HPM破坏阈值H遛PM的攻击目标主要是各种武器系统和作枘战平台中最关键而又最脆弱的电子设备以酴及卫勤系统中的急救仪器，同时，在其作战区域内所有电子或电气设备都会受到威胁[5]。根据国内外的研究成果，列举浴一些高功率微波对电子元器件、医疗卫生㈩装备的计算机系统、一些军用设备的破坏苴阈值。表1给出了电磁脉冲对各种电子元肖器件干扰和破坏的阈值。表2给出了高功圩率微波对医疗卫生装备的计算机系统的破坏阈值。9

6、/9由此看出，HPM对不同类型昏的电子元器件产生干扰和破坏的能量不同猛，对医疗卫生装备的计算机系统产生干扰Ι和破坏的功率密度也不同。军用医疗设备俣多为传感器电子产品，比如用于战场急救殍的监护仪，主要用于检测人体生理参数指纩标，包括脉搏、呼吸、血压等，而这些电盟生理信号是十分微弱的，极易受到干扰，志若外界电磁波能量过大，就会对军用电子设备产生直接破坏，使其无法正常工作。悼  HPM破坏途径和过程高功率微傥波进入医疗电子设备的途径是多种的，主凉要是通过前门耦合和后门耦合两种途径。戗所谓前门耦合，是指HPM能量通过天线嘞或传感器等媒介耦合到其接收和发射系统内，以破坏其前端电子设备。如果入

7、射的纟HPM能量的主要频谱分量在前门通道的通频带内，会有很强的HPM能量耦合到转内部系统的界面上。例如，弱微波能量通捌过前门耦合，冲击和触发电子系统产生假菏的干扰信号，干扰雷达、通信、导航等设檄备的正常工作，或使其过载而失效。能量稍大，即可能烧毁微波检波二极管、混频惟器等。后门耦合，是指HPM能量通过机垭盒的缝隙或小孔渗透到系统中。若耦合进辟入电子系统的微波能量较少时，可干扰其洄电子设备，使电路功能产生混乱，出现误居码，信息传输中断，抹掉记