射频前端强电磁脉冲防护方法研究

摘要

在射频电缆上添加电磁脉冲防护模块是强电磁脉冲防护的一种重要手段。防护模块能够对电缆中传输的强电磁能量进行抑制，保护敏感电路不受强电磁能量的冲击而损坏。受制于原理和器件性能的影响，大多数防护模块都存在响应时间不够快的问题。本论文提出了一种基于延时原理的电磁防护模块设计方法，可以实现对电磁脉冲的有效防护并减小由响应时间引起的尖峰泄露。
　　第一部分详细叙述了电磁脉冲武器的发展以及国内外对电磁脉冲武器、电磁脉冲防护研究的现状。
　　第二部分介绍了基于延时原理的强电磁脉冲防护模块的设计原理。即将进入防护模块的电磁能量分成两部分，一部分用于检测输入信号的强弱，另一部分经过延时后输出；当检测到的是强电磁信号时，阻断延时后的信号输出，从而实现电磁防护功能。对防护原理进行了仿真验证，并根据对模块各个部分实现要求的具体分析，制作了电磁脉冲防护模块并进行了实验测试。实验验证防护模块实现了设计思想。
　　第三部分研究设计了一种紧凑型防护模块，使用NMOS管做开关控制直流偏置电路，当强电磁能量进入防护模块时通过偏置电路提前导通浪涌保护器件从而实现电磁防护。使用HFSS仿真软件对设计的紧凑型防护模块进行了建模仿真，分析了防护模块的S参数、功率容量等特性。
　　第四部分对设计的紧凑型防护模块的响应时间、插入损耗和隔离度等特性进行了实验测试，实验证实模块具有良好的电磁脉冲防护效果。最后简单介绍了一种类似PIN单刀双掷开关的防护电路。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究的主要内容

第二章 防护模块的原理性设计与测试

2.1防护模块设计

2.2防护模块功能仿真

2.3防护模块的制作与测试

2.3.1防护模块各部分设计介绍

2.3.2防护模块的制作

2.3.3防护模块的实验测试

2.4本章小结

第三章 紧凑型防护模块的仿真与设计

3.1 PIN管和TVS性能分析

3.2防护模块的ADS仿真

3.3防护模块的HFSS仿真

3.3.1同轴线与微带线连接处的HFSS仿真

3.3.2防护模块整体HFSS仿真

3.4 本章小结

第四章 紧凑型防护模块的实验测试

4.1防护模块测试与分析

4.1.1传输系数测试

4.1.2响应时间测试

4.1.3防护模块整机测试

4.2控制PIN二极管偏置的防护电路

4.3本章小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果