波導(dǎo)等離子體限幅器設(shè)計(jì)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(diǎn)，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(hào)線、孔洞、縫隙等途徑耦合至多種電子設(shè)備內(nèi)部，造成電子設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)干擾、翻轉(zhuǎn)/擾亂、降級(jí)、損壞等現(xiàn)象，因此對(duì)于高功率微波的防護(hù)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(jì)算方法、敏感設(shè)備及天線端口具體的防護(hù)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(xué)模型，得到單次及重頻的高功率微波的時(shí)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(shè)備，并將電子設(shè)備的毀傷機(jī)理的研究轉(zhuǎn)化為對(duì)電子設(shè)備內(nèi)主要電路中最敏感的電子元器件，即半導(dǎo)體器件的毀傷機(jī)理的研究，分析了雙極型器件以及MOS器件這兩類半導(dǎo)體器件的毀傷機(jī)理，其中，二次擊穿為兩類器件主要的毀傷機(jī)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(jì)算模型，并對(duì)天線俯仰角/方位角的變化以及高功率微波的頻率變化對(duì)耦合量的影響

3、分別進(jìn)行了仿真分析，其中，對(duì)于定向型天線，天線俯仰角/方位角的變化對(duì)接收功率的影響極大；當(dāng)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(shí)，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(duì)電磁波具有衰減特性，且隨著頻率不同對(duì)應(yīng)的衰減量不同，這兩個(gè)特性使等離子體可用于高功率微波的防護(hù)中。
　　在波導(dǎo)等離子體限幅器的設(shè)計(jì)中，本文從高功率微波入射場(chǎng)強(qiáng)和限幅

4、器中填充氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高功率微波上升沿和限幅器的響應(yīng)時(shí)間之間應(yīng)滿足的關(guān)系這一角度提出了限幅器的設(shè)計(jì)原則，并進(jìn)一步給出了具體的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程。而當(dāng)單級(jí)的波導(dǎo)等離子體限幅器不能滿足所提出的設(shè)計(jì)原則時(shí)，從功率容量以及響應(yīng)時(shí)間兩方面綜合考慮，將PIN限幅器與波導(dǎo)等離子體限幅器級(jí)聯(lián)使用，使其具有更好的防護(hù)效果。以X波段的波導(dǎo)等離子體限幅器的設(shè)計(jì)為例，給出了具體的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)限幅器的防護(hù)性能進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了本文提出的設(shè)計(jì)方法的正確性以及可