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射频电路抗高功率微波关键技术研究

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张勇

摘要：随着社会经济的快速发展和科学技术水平的不断提升，射频电路抗高功率微波成为现代高科技领域中的重要技术手段。本文主要对高功率微波前门注入损伤、接收机前门通道抗毁伤等方面的问题进行分析，并在此基础上就无源电路高功率应用，谈一下自己的观点和认识，以供参考。

关键词：射频电路高功率微波技术研究

：TN7：A：1672-3791（2014）09（b）-0101-01

高功率微波技术的电磁波能力，可以有效地集中在高频段窄带之中，而且其波长通常以毫米波、厘米波等为主，可对为采取严密保护措施的电子设备进行破坏或者干扰。

1微波前门注入受损研究

实践中可以看到，高功率微波对前门注入损伤效应研究时，需进行理论建模分析研究，并且与实验有机地结合起来，对高功率微波损伤效应抠门小系统的评估和研究。

高功率微波前门注入实验平台由微波源、功率放大器、隔离器、定向耦合器、环形器、待测设备、测试设备以及连接电缆组成，如图1所示。

（1）实验仪器连接，前门注入平台搭建操作；（2）测试实验样品小信号，然后获得小信号参数特性、噪声以及两级漏极实际工作时的电压值，并在此基础上建立和完善小信号样品参考数据库；（3）优化设置智能控制软件平，主要包括注入信号起始电平、漏极电参考数值以及门限电压值等；（4）采用15min的脉冲功率对低噪声放大器进行持续注入，并且利用软件监测两级漏极电压，并且对低噪声放大器的实际输出功率值进行详细记录；（5）如果软件到达预设门限，那么功率输出就会自动关闭，将低噪声放大器拆下来；在此过程中，还要应用噪声分析设备、矢量网络分析设备等，对低噪声放大器增益和噪声系数进行测量，并且以此来判定放大器损伤与否。如果未达到预设门限，而常温条件下掉电放置后再测量噪声和增益，此时观测设备恢复与否；适当提升功率值，注入下一组功率；（6）拆卸设备，整理数据。整个实验过程中，应当注意以下事项：由于实验过程中所选择的样品个体之间有所区别，因此在退化实验初始阶段，建议尽可能的将触发门限设低一些，这样可以更准确的捕获噪声退化阈值。

2前门通道（接收机）抗损实验

高功率微波而言，其能量耦合注入到通信设施时，载荷系统中的主要途径可分为两种，即前门、后门通道。当高功率微波经前门接收天线到雷达接收机时，电磁脉冲的实际功率非常的强，而且可能会对雷达接收机中的相关电子元器件产生影响。实践中，为防止干扰、损伤，前门通道需利用电磁加固防范威胁。在前门防护过程中，除需采取有效的措施来防止高功率损伤外，还要对系统性能的防护进行全面考虑；一方面要单独从理论上对防护措施进行分析、进行测试工程实验；另一方面还要与整机配套，有效测试高功率前门注入是否可靠，并且对高功率信号、环境等因素进行模拟，使之遭受高功率攻击。在此过程中，为确保通信系统受HPM压制时，可以正常建立通信链路，建议设计抗HPM双通道限幅接收模块；通过前门PIN二极管限幅器防护设计，与微带双工器有效地结合起来，设计一个插损低、尺寸小以及高隔离度和限幅功能强的双工器。通过仿真、测试发现，双通道限幅接收模块抵抗HPM压制、确保通信链路建立的效果非常显著。实际操作过程中，为进一步对前门抗高功率微波损伤措施研究，了解设备指标是否受到了影响、程度如何，还要对接收机前门通道抗损伤进行实验，以此来保证所采取防护措施是否可靠。基于这些因素考虑，可以设计一个功分比能够达到正无穷的功分器，并且不等分操作非常的便捷，因具有接地电阻而适用于高功率应用；对功分器电磁仿真操作以后，要对实物进行加工测试，测试结果与仿真效果之间相吻合。

3无源电路

实践中可以看到，虽然传统的功分器功率容量比较大，而且可以有效应用在高功率，但是对于不等分设计而言，需高阻抗线才能实现，这在一定程度上限制了加工、高功率的实际应用。因此，笔者认为在传统的功分器基础上，可以有效应用新型的片状传输结构，对高功率微带功分器的宽带化进行优化设计；因片状传输结构与普通微带线电场分布情况存在着一定的区别，所以可以采用弯曲传输路径形式来实现功分器设计的小型。在该种结构基础上，功分器自身的优势体现在无需高阻抗线就能进行准确的不等分功分比；无需考虑高阻抗线功率容量，并且在一定程度上还可以确保改进之后的系统能够有效地应用在高功率之中。通过电磁仿真、实物测试可知，功分器宽带比原来增加了大约30%，而且尺寸也因此而减小了大约一半，从而有效地实现了不等分功分比之目的。

4结语

总而言之，高功率微波技术及其效应的研究，与工程建设尤其是高科技工程项目建设之间存在着密切的联系，因高功率微波电力、电磁以及电热效应之间互相交错，所以传统的简单数值模拟难以说明实际情况。本文主要从实验方面，对射频电路抗高功率微波技术问题进行了分析，而且将试验、数值