基于高功率微波技术车辆迫停系统的研究与设计

摘要

基于高功率微波技术研制的车辆迫停系统可应用于要害部位防止冲击哨卡、随行车队保护和追缉嫌疑人员车辆等多种场合，具有快速部署、攻击隐蔽、无附带性损伤和多目标攻击等特点，将成为未来公共安全装备发展的重要力量。因此对其的研究非常重要。
　　本文首先对对微波迫停系统中的关键技术ECU在微波辐射下的响应特性进行了研究，得出在微波脉冲作用下发动机ECU控制燃油喷射会“意外”喷射多次燃油，对应的点火信号会出现丢失现象，这样造成发动机气缸内燃油空燃比与理想空燃比k=14.7差别很大，发动机气缸内空燃比达到一定程度燃油比例过重，火花塞不能再实现点燃燃油，发动机熄火。
　　基于此对微波致ECU“紊乱”的干扰功率进行了分析。本章对辐射进汽车微波的功率进行了分析和研究，通过对电磁耦合的分析，我们知道了当辐射到达车体“口面”的电场致ECU紊乱满足的相应关系；然后对微波辐射场至电缆接收电压的耦合效率进行了计算，在孔缝面积相同情况下，耦合的强弱与孔缝长边和入射电场方向之间的关系有关，当两者之间相垂直时耦合最强，相平行时耦合最弱，随频点不同差别在20dB~40dB间。正方形孔缝的耦合效率介于在两者之间。
　　普通的射频微波源无法达到MW级别的功率，因此选用具有超高功率的磁控管作为大功率微波辐射源。设计使用30kV，输出峰值功率为450kW磁控管的车辆迫停系统，选取了功率容量大的同轴结构L29，并对系统辐射远场功率密度进行了分析研究，其等效辐射功率约为10MW，最大辐射场强峰值12kV/m。并对整套系统进行了实物实验，实验中解决了微波打火的问题，经40dB+20dB衰减器长接收电缆+全向接收天线接收后的电压幅度为峰峰值140mV，等效辐射功率为6.8MW，与设计存在1.7dB的误差，在允许的误差范围内，完全达到了设计目标，证明使用大功率磁控管来实现车辆迫停的可行性。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 高功率微波技术简介

1.2 高功率微波武器

1.3 高功率微波武器国内外研究现状

1.4 论文结构

第二章 ECU(电子控制模块)在微波辐射下的响应特性研究

2.1 单脉冲对ECU的影响

2.2 实验同步问题的解决

2.3 小节

第三章 微波致ECU控制“紊乱”的功率分析

3.1 ECU的干扰功率分析

3.2 集成电路“闩锁”机理

3.3 透射效率η1的计算

3.4 小节

第四章 大功率微波辐射系统的设计与实验

4.1 大功率辐射系统

4.2 同轴线接头的选择

4.3 喇叭天线增益的测量

4.4 辐射远场功率密度及场强的理论推导

4.5 实验系统搭建

4.6 结果分析

4.7 小节

总结

致谢

参考文献