超短波通信系统射频前端电磁防护技术研究

摘要

高功率微波对各种电子设备特别是通信系统的电磁防护能力提出了严峻的考验，提升通信系统的电磁防护能力成了一项迫在眉睫的任务。射频前端电路作为超短波通信系统的重要组成部分，在高功率微波试验时，其射频前端电路已经呈现出明显的器件损伤，导致整个通信系统无法工作。本文通过对超短波射频前端电磁防护技术的研究，从而提高超短波通信系统整体的电磁防护能力。 前两章简单介绍了本论文的研究背景、高功率微波的概念以及现代滤波器设计的主要理论。 第三章是本论文的重点部分，提出了三种超短波射频前端电磁防护模块，并对其进行了理论仿真、常态测试和瞬态电磁脉冲试验，通过比较三种电磁防护模块的总体测试性能，从通信系统射频前端防雷和防瞬态电磁脉冲的角度出发，确定了五阶契比雪夫带通滤波器和浪涌保护器件相结合的电磁防护模块是最优的。 第四章设计了一款电磁防护型直流电源滤波器，通过理论分析和插入损耗测试，其性能达到了设计指标。并对超短波通信系统分别接有非屏蔽电源线、屏蔽电源线和电磁防护型直流电源滤波器等三种情况进行了电磁脉冲试验，试验结果显示，电源滤波器提升了通信系统的整体电磁防护性能。 第五章设计了电磁脉冲环境中超短波通信系统远程监测系统。其原理是：由光电转换模块把通信系统中的语音信号和显示面板信号调制成光信号，通过光纤传输，传送到远端的光电转换模块，并解调出语音信号和显示面板信号，以此来监测通信系统中语音和显示面板信号的变化。此监测系统在电磁脉冲环境中得到了应用，并取得了较好的试验效果。 最后对全文的工作进行了总结，提出了有待进一步研究和改进的问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 引言

1.2高功率微波HPM

1.3 HPM对电子系统的耦合途径

1.4电磁防护

1.4.1屏蔽

1.4.2接地

1.4.3滤波

1.5论文主要内容及结构安排

第二章现代滤波器理论

2.1低通原型滤波器

2.1.1低通滤波器的网络特性

2.1.2巴特沃思低通滤波器

2.1.3契比雪夫低通滤波器

2.1.4椭圆函数低通滤波器

2.2契比雪夫低通原型滤波器设计

2.3频率和元件变换

2.3.1低通到高通的频率变换

2.3.2低通到带通的频率转换

2.3.3低通到带阻的频率变换

第三章射频前端电磁防护技术研究

3.1浪涌保护器的分类及特点

3.1.1开关元件类

3.1.2限压元件类

3.1.3防过流和防过热保护元件类

3.2电磁防护模块瞬态测试原理

3.3电磁防护模块

3.3.1电磁防护模块VHF-006#

3.3.2电磁防护模块VHF-005#

3.3.3电磁防护模块GST-4199

3.4本章小结

第四章电磁防护型直流电源滤波器设计

4.1共模和差模骚扰信号

4.2滤波器分离元件的设计

4.2.1电感

4.2.2电容

4.3电磁防护型直流电源滤波器的设计

4.3.1性能指标

4.3.2电路原理

4.3.3共模和差模等效电路

4.3.4封装及性能测试

4.3.5瞬态测试

4.4本章小结

第五章超短波通信系统远程监测系统

5.1信号传输

5.1.1屏蔽电缆

5.1.2无线传输系统

5.1.3光纤传输系统

5.2监测系统的主要功能

5.3监测原理

5.3.1音频信息的监测

5.3.2面板显示信息的监测

5.4系统总体模块设计

5.5通信系统远程监测方案

5.5.1监测系统安全性分析

5.5.2监测系统的组成

5.5.3监测系统应用

5.6本章小结

第六章结论

6.1主要工作和创新点

6.2工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果