射频前端抗强电磁脉冲关键技术研究
发布时间：2021-11-29 11:44
强电磁脉冲可通过多种途径耦合进入无线通信设备与系统,其中通过射频前端的耦合最为严重。针对现有防护手段在功率容量及门限等防护能力上的不足,本文探索了射频前端的强电磁脉冲防护设计关键技术,采用瞬态限幅与稳态滤波一体化的设计方法,研究并初步设计了射频前端的防护模块及限幅器,还对其防护性能进行了优化分析,完成了相关防护设计技术与方法的验证,对于提高无线通信设备和系统的可靠性具有十分重要的意义。第一部分首先分析了几类常见强电磁脉冲的时频特征,以S波段的典型射频前端链路为例,讨论了两者的电磁关联特性,估算了前门耦合量级,研究了其传输链路及敏感电路,分析了半导体器件的EMP作用效应与机理,给出了敏感器件LNA的毁伤阈值;探讨了射频前端的现有防护措施,给出了本文所要研究的防护技术途径。第二部分探讨了所采用限幅元件PIN二极管在不同激励作用下的基本特性,给出了二极管几个主要参数的近似计算公式。然后在此基础上进行了其瞬态等效电路的建模研究,并详细给出了完整的等效电路模型及其各参数的获取与估算方法,且以Skyworks的PIN二极管为例,在ADS中建立了其瞬态等效电路模型,与官方提供模型的仿真数据进行了对比...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
射频端口防护模块及限幅器
其电磁场可分为三个具有不同持续时间的阶段：早期（E1）、中期（E2）及晚期（E3），如图 2.1 所示。图2.1 电磁脉冲波形[13]其中 HEMP 的早期（E1）部分因其辐射区域大、场强高、频带宽、前沿陡峭，
(a) 时域波形 (b) 频域波形图2.2 标准化的 HEMP 时域及频域波形根据这些参数所确定的具体脉冲波形，其上升时间约为 2.5ns，半高宽约为 23ns，峰值场强达 50kV/m，频谱从几 Hz 到几百 MHz，但绝大部分能量都集中在 100MHz以下的频段内。(2) 超宽带电磁脉冲Dr. D. V. Giri 等人在文献[14]中根据带宽的不同将高功率电磁环境分为四类：窄带（Narrow or Hypoband）、中频带（Moderate or Mesoband）、宽带（Ultra-moderate orSub-hyperband）和超宽带（Hyperband）四种类型[14]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁脉冲防护技术研究现状[J]. 刘洋,程立. 材料导报. 2016(S2)
[2]强电磁防护技术研究进展[J]. 刘培国,刘晨曦,谭剑锋,董雁飞,易波. 中国舰船研究. 2015(02)
[3]电子设备和系统射频通道高功率微波电磁脉冲场—路综合防护方法综述[J]. 郑生全,邓峰,王冬冬,侯冬云,刘培国. 中国舰船研究. 2015(02)
[4]高功率微波武器效应及防护[J]. 余世里. 微波学报. 2014(S2)
[5]电磁脉冲武器及其防护技术概述[J]. 赵蒙,达新宇,张亚普. 飞航导弹. 2014(05)
[6]TEM喇叭天线辐射机理分析和优化设计[J]. 朱四桃,易超龙,陈昌华,石一平,郑磊,夏文锋,谢晋. 强激光与粒子束. 2013(09)
[7]射频前端强电磁脉冲前门耦合研究[J]. 李名杰,谭志良,耿利飞. 现代防御技术. 2013(04)
[8]高功率PIN限幅器设计及测试方案[J]. 张海伟,史小卫,徐乐,魏峰. 强激光与粒子束. 2011(11)
[9]国外电磁脉冲武器的应用[J]. 姜百汇,米小川,查旭. 航天制造技术. 2010(01)
[10]PIN限幅器PSpice模拟与实验研究[J]. 汪海洋,李家胤,周翼鸿,李浩,于秀云. 强激光与粒子束. 2006(01)
博士论文
[1]半导体器件的电磁损伤效应与机理研究[D]. 任兴荣.西安电子科技大学 2014
[2]双极晶体管微波损伤效应与机理研究[D]. 马振洋.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]PIN二极管的高功率微波毁伤机理研究[D]. 高川.西安电子科技大学 2014
[2]射频前端强电磁脉冲防护方法研究[D]. 王晨.国防科学技术大学 2013
[3]GaAs基PIN限幅器设计与研究[D]. 郑俊平.西安电子科技大学 2013
[4]射频电路抗高功率微波关键技术研究[D]. 张海伟.西安电子科技大学 2012
[5]大功率高隔离PIN二极管收发开关电路设计与软件仿真研究[D]. 谯劼.电子科技大学 2011
[6]S波段接收机保护器的一体化设计[D]. 高烨.电子科技大学 2011
[7]X波段五位数字式移相器的研究[D]. 杨洁.西安电子科技大学 2008
[8]半导体器件的高功率微波毁伤阈值数值计算研究[D]. 刘波.电子科技大学 2004
[9]PIN二极管的物理机制、仿真模型及其应用研究[D]. 丁家峰.中南大学 2001
本文编号：3526440
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
射频端口防护模块及限幅器
其电磁场可分为三个具有不同持续时间的阶段：早期（E1）、中期（E2）及晚期（E3），如图 2.1 所示。图2.1 电磁脉冲波形[13]其中 HEMP 的早期（E1）部分因其辐射区域大、场强高、频带宽、前沿陡峭，
(a) 时域波形 (b) 频域波形图2.2 标准化的 HEMP 时域及频域波形根据这些参数所确定的具体脉冲波形，其上升时间约为 2.5ns，半高宽约为 23ns，峰值场强达 50kV/m，频谱从几 Hz 到几百 MHz，但绝大部分能量都集中在 100MHz以下的频段内。(2) 超宽带电磁脉冲Dr. D. V. Giri 等人在文献[14]中根据带宽的不同将高功率电磁环境分为四类：窄带（Narrow or Hypoband）、中频带（Moderate or Mesoband）、宽带（Ultra-moderate orSub-hyperband）和超宽带（Hyperband）四种类型[14]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁脉冲防护技术研究现状[J]. 刘洋,程立. 材料导报. 2016(S2)
[2]强电磁防护技术研究进展[J]. 刘培国,刘晨曦,谭剑锋,董雁飞,易波. 中国舰船研究. 2015(02)
[3]电子设备和系统射频通道高功率微波电磁脉冲场—路综合防护方法综述[J]. 郑生全,邓峰,王冬冬,侯冬云,刘培国. 中国舰船研究. 2015(02)
[4]高功率微波武器效应及防护[J]. 余世里. 微波学报. 2014(S2)
[5]电磁脉冲武器及其防护技术概述[J]. 赵蒙,达新宇,张亚普. 飞航导弹. 2014(05)
[6]TEM喇叭天线辐射机理分析和优化设计[J]. 朱四桃,易超龙,陈昌华,石一平,郑磊,夏文锋,谢晋. 强激光与粒子束. 2013(09)
[7]射频前端强电磁脉冲前门耦合研究[J]. 李名杰,谭志良,耿利飞. 现代防御技术. 2013(04)
[8]高功率PIN限幅器设计及测试方案[J]. 张海伟,史小卫,徐乐,魏峰. 强激光与粒子束. 2011(11)
[9]国外电磁脉冲武器的应用[J]. 姜百汇,米小川,查旭. 航天制造技术. 2010(01)
[10]PIN限幅器PSpice模拟与实验研究[J]. 汪海洋,李家胤,周翼鸿,李浩,于秀云. 强激光与粒子束. 2006(01)
博士论文
[1]半导体器件的电磁损伤效应与机理研究[D]. 任兴荣.西安电子科技大学 2014
[2]双极晶体管微波损伤效应与机理研究[D]. 马振洋.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]PIN二极管的高功率微波毁伤机理研究[D]. 高川.西安电子科技大学 2014
[2]射频前端强电磁脉冲防护方法研究[D]. 王晨.国防科学技术大学 2013
[3]GaAs基PIN限幅器设计与研究[D]. 郑俊平.西安电子科技大学 2013
[4]射频电路抗高功率微波关键技术研究[D]. 张海伟.西安电子科技大学 2012
[5]大功率高隔离PIN二极管收发开关电路设计与软件仿真研究[D]. 谯劼.电子科技大学 2011
[6]S波段接收机保护器的一体化设计[D]. 高烨.电子科技大学 2011
[7]X波段五位数字式移相器的研究[D]. 杨洁.西安电子科技大学 2008
[8]半导体器件的高功率微波毁伤阈值数值计算研究[D]. 刘波.电子科技大学 2004
[9]PIN二极管的物理机制、仿真模型及其应用研究[D]. 丁家峰.中南大学 2001
本文编号：3526440
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3526440.html
