高功率微波弹对GNSS接收机毁伤效果分析

发布时间：2021-10-24 10:03

　　针对高功率微波（high-power microwave,HPM）武器易对全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）接收机造成毁伤的问题,以高功率微波弹为对象,分析了不同弹体起爆姿态下的攻击范围与效果。在电磁仿真软件CST-MWS（CST microwave studio）中建立GNSS接收机辐照模型,设计了圆极化贴片天线为接收载体,以单脉冲正弦信号调制的平面波模拟高功率微波弹起爆后的辐射场效应。在电磁能量前门耦合的基础上,基于场—路联合仿真方法给出了一种仿真模型,将天线端口感应电压注入电路仿真软件ADS中设计的PIN限幅器,完整模拟了HPM由场到路的耦合过程。仿真给出了以微波源峰值功率为变量的敏感器件毁伤评价曲线,结果表明,GNSS接收机射频前端电路中的低噪声放大器是HPM武器的主要攻击对象,以ERA-2+型低噪放为例,脉冲峰值功率在27～310kV的微波源均可造成其晶体管烧毁。同时,HPM也容易引发限幅器在一定功率范围内产生尖峰泄漏现象,其尖峰泄露对电路可能产生的损伤值得重视。研究结论可为下一步开展卫星导航接收机针对性电磁防护... 

【文章来源】：系统工程与电子技术. 2020,42(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

HPMB攻击范围

式中，PB为HPMB的辐射功率；Gr为弹载辐射天线增益。A、B、C点处于3dB波束边缘。设H=1 000m,PB=1GW,Gr=10，根据式（4）～式（7）作出各点功率密度与θ、γ的关系图，如图2和图3所示。图3 不同攻击倾角对应的各点功率密度

图2 不同波束角对应的各点功率密度图2为θ固定为45°、60°时，不同γ对应的功率密度；图3为γ固定为30°、45°时，不同θ对应的功率密度。由图2和图3可知，在起爆高度一定时，各点功率密度曲线随γ增加上升幅度并不明显，而θ增加时曲线上升较快，且中心E点功率密度最大，边缘B点最小。这说明，杀伤区域中心点功率密度大于边缘点，在弹体辐射波束角确定的情况下，攻击倾角θ对HPMB攻击范围内的毁伤效果有较大的影响。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]新型超宽带圆极化印刷天线[J]. 李振亚,竺小松,张建华,刘汉.  系统工程与电子技术. 2019(01)
[3]核爆电磁脉冲对射频前端作用机理分析[J]. 张天成,丁大志,樊振宏,陈如山.  微波学报. 2018(S2)
[4]导航终端复杂电磁环境适应性指标体系探讨[J]. 李琳,刘淳,谭述森.  导航定位学报. 2018(01)
[5]射频前端强电磁脉冲防护模块设计[J]. 李亚南,谭志良,宋培姣.  强激光与粒子束. 2018(01)
[6]强电磁脉冲上升时间对RS触发器损伤阈值仿真分析[J]. 张子剑,陈曦,李茜华,王頔,龚博.  强激光与粒子束. 2017(08)
[7]雷达前端强电磁脉冲前门耦合研究[J]. 蒋伟,王光,洪杰峰,余娟.  空军预警学院学报. 2015(01)
[8]基于作战效能的战场电磁环境分级描述方法[J]. 刘义,赵晶,刘佳楠,冯德军,王国玉.  系统工程与电子技术. 2011(05)

博士论文
[1]高功率微波脉冲的耦合与传播研究[D]. 杨丹.西南交通大学 2005

硕士论文
[1]限幅低噪声放大器一体化设计与实现[D]. 郑帅.电子科技大学 2018
[2]射频前端抗强电磁脉冲关键技术研究[D]. 韩鹏伟.西安电子科技大学 2018
[3]小型飞行器复杂电磁环境下的电磁干扰耦合及防护研究[D]. 卢育中.西安电子科技大学 2013



本文编号：3455084