波導等離子體限幅器設計方法研究.pdf

1、高功率微波武器這一新型定向能武器具有軟硬殺傷兼?zhèn)涞奶攸c，通過定向能輻射裝置輻射的高功率微波可以通過天線、電源線、信號線、孔洞、縫隙等途徑耦合至多種電子設備內(nèi)部，造成電子設備內(nèi)部出現(xiàn)干擾、翻轉(zhuǎn)/擾亂、降級、損壞等現(xiàn)象，因此對于高功率微波的防護就顯得尤為重要。本文基于電磁兼容三要素，研究了高功率微波的特性、耦合途徑及前門耦合量的計算方法、敏感設備及天線端口具體的防護方法。
　　本文首先利用高斯脈沖調(diào)制以及方波調(diào)制的波形作為高功率微波的

2、數(shù)學模型，得到單次及重頻的高功率微波的時頻域特性；接著根據(jù)高功率微波的耦合途徑，獲取主要的敏感設備，并將電子設備的毀傷機理的研究轉(zhuǎn)化為對電子設備內(nèi)主要電路中最敏感的電子元器件，即半導體器件的毀傷機理的研究，分析了雙極型器件以及MOS器件這兩類半導體器件的毀傷機理，其中，二次擊穿為兩類器件主要的毀傷機理。
　　基于弗里斯傳輸公式，得到了天線端口耦合量定量化的計算模型，并對天線俯仰角/方位角的變化以及高功率微波的頻率變化對耦合量的影響

3、分別進行了仿真分析，其中，對于定向型天線，天線俯仰角/方位角的變化對接收功率的影響極大；當發(fā)射天線的頻率處于接收天線工作的頻段內(nèi)，即處于帶內(nèi)耦合時，接收到的功率較大。
　　由等離子體的震蕩性可以獲取等離子體頻率的概念，低于該頻率的電磁波不能通過等離子體；等離子體對電磁波具有衰減特性，且隨著頻率不同對應的衰減量不同，這兩個特性使等離子體可用于高功率微波的防護中。
　　在波導等離子體限幅器的設計中，本文從高功率微波入射場強和限幅

4、器中填充氣體的擊穿場強、高功率微波上升沿和限幅器的響應時間之間應滿足的關系這一角度提出了限幅器的設計原則，并進一步給出了具體的設計方法和設計流程。而當單級的波導等離子體限幅器不能滿足所提出的設計原則時，從功率容量以及響應時間兩方面綜合考慮，將PIN限幅器與波導等離子體限幅器級聯(lián)使用，使其具有更好的防護效果。以X波段的波導等離子體限幅器的設計為例，給出了具體的設計過程，并對限幅器的防護性能進行了仿真，驗證了本文提出的設計方法的正確性以及可