臺灣博碩士論文加值系統

由於科技不斷的創新研發，電子技術普遍應用在軍事技術的各個領域，在未來戰爭中使用電磁脈衝武器之可能性大幅增加。所謂電磁脈衝是一種瞬變電磁現象，在極短時間內，以高電壓與強電流效應，破壞各種功能之電子電訊設備，為使在軍事設施內工作的人員或高科技裝備處於安全無虞的環境，而且能發展最大的效能，必須增加軍事設施對電磁脈衝防護之能力。
在軍事工程常用材料中，金屬網與鋼纖維具有良好的電磁波屏蔽效能，而常用之水泥基材料，雖在提昇屏蔽效能值上之貢獻有限，但因其為建造軍事設施不可缺少的材料，故仍為本論文探討之對象。
本論文研究方法以試驗為主，針對單層金屬網與雙層金屬網的材質、間距、線徑、以及排列角度與方向等條件，進行屏蔽效能之測試與分析，由實驗結果可知：增加金屬網線徑或縮小間距，均可提昇金屬網的屏蔽效能值，其中又以縮小金屬網間距效能更佳；使用雙層金屬網之屏蔽效能較單層金屬網為佳，若改變雙層金屬網之排列角度與方向，將可再提昇其屏蔽效能值。
選擇不銹鋼雙層金屬網與摻入重量比3%鋼纖維之水泥砂漿，製成長、寬、厚分別為500mm、500mm、20mm之試件，以自由空間法量測屏蔽效能，實驗之結果：在1MHz至30MHz之間，試件的屏蔽效能值均在32dB以上，且隨著量測頻率的增加，屏蔽效能值有漸增之趨勢，最高可達40dB；在30MHz至300MHz的頻段時，試件的屏蔽效能值均保持在27dB以上；在400MHz頻段之後，屏蔽效能值約在12dB至21dB之間。

The possibilities of using the electromagnetic weapons will apparently increasing in the future warfare with the progress of electric technology. The electromagnetic pulse (EMP) is a phenomenon of instant electromagnetic changes and generated tremendous energy to destroy all kinds of electronic equipments with extreme short time. Electromagnetic interference shielding and protection is particularly needed for military facilities and corresponding electric power and communications. The general cement-based materials are widely used for the military structures and related defense buildings. However, the shielding effectiveness of the electric magnetic pulse of general cement-based materials is lower than wire-mesh and steel fiber cement-based materials.
This thesis is aimed at the attaining of EMP shielding effectiveness in cement-based materials by using single and double layers with wire-mesh array. Different materials, spacing, diameters and array configurations of wire-mesh are discussed. The results of coaxial transmission line test indicated that the shielding effectiveness was increased when increasing the diameter or decreasing the spacing of wire-mesh, but the latter provides better performance. On the other hand, double layers wire-mesh configuration provide a better capability of shielding effectiveness than single. It was believed, that the shielding effectiveness can be enhanced with proper wire-mesh configurations of double layer mesh.
Double layer of stainless steel meshes with steel fiber volume fraction 3% were formulated the specimen to evaluate the shielding effective of cement motor. All the specimens that subjected to shielding effective measure had a size of 500 mm×500 mm and a thickness of 20 mm to evaluate the shielding effectiveness in free space. The results of free space test revealed that the shielding effectiveness is over 32 dB in the range of 1 MHz~30MHz. It also shows that the shielding effectiveness increases as the frequency increases and the maximum shielding effectiveness of 40 dB can be carried out. For the frequency band between 30 MHz to 300 MHz, the shielding effectiveness arrived above 27 dB. For the band above 400 MHz, the shielding effectiveness reached 12 dB~21 dB.

誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 vix
表目錄 ix
圖目錄 x
符號說明 xiv
1. 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍 3
1.4 文獻回顧 5
1.5 論文架構 12
2. 電磁脈衝之產生及影響 13
2.1 電磁脈衝的產生原理 13
2.1.1 雷電電磁脈衝 13
2.1.2 核爆電磁脈衝 14
2.1.3 非核電磁脈衝彈 16
2.2 電磁脈衝的特性 19
2.3 電磁脈衝的破壞機制 20
2.4 電磁脈衝的影響 21
3. 電磁脈衝屏蔽理論及防護機制 26
3.1 屏蔽理論 26
3.1.1 傳輸線理論 26
3.1.2 平面波理論 30
3.2 屏蔽效能 32
3.3 金屬網材料電磁波屏蔽效能經驗公式 36
3.4 電磁脈衝之防護機制 38
4. 實驗規劃與量測 40
4.1 試驗目的 40
4.2 量測儀器 40
4.2.1 同軸傳輸線法 41
4.2.2 自由空間法 45
4.3 試驗材料 48
4.4 試驗流程 51
4.5 量測試件 53
4.5.1 同軸傳輸線法量測試件 53
4.5.2 自由空間法量測試件 64
5. 量測結果分析與討論 68
5.1 金屬網試件之屏蔽效能值量測結果與分析 68
5.1.1 單層金屬網試件之屏蔽效能值量測 68
5.1.2 不銹鋼雙層金屬網試件之屏蔽效能值量測 75
5.2 金屬網經驗公式屏蔽效能值 80
5.3 自由空間法量測結果與分析 82
5.3.1 雙層金屬網鋼纖維水泥砂漿試件之屏蔽效能 84
5.3.2 雙層金屬網水泥砂漿試件之屏蔽效能 86
5.4 試件之吸收量測結果與分析 88
6. 結論與展望 92
6.1 結論 92
6.2 展望 93
參考文獻 95

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