電磁環(huán)境的日益復(fù)雜,尤其是高功率微波等強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境的出現(xiàn),使得電子設(shè)備變得愈發(fā)脆弱。為了防止高功率微波脈沖對(duì)電子設(shè)備的正常工作帶來影響,需要進(jìn)行高功率微波對(duì)典型電子設(shè)備的效應(yīng)研究。高功率微波可直接作用于雷達(dá)接收機(jī)的射頻前端,產(chǎn)生非線性效應(yīng),對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的正常工作帶來威脅。因此研究雷達(dá)接收機(jī)系統(tǒng)的高功率微波非線性效應(yīng)可以為雷達(dá)系統(tǒng)的防護(hù)和加固提供依據(jù)。本文在對(duì)常用的雷達(dá)接收機(jī)體制進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,選取了具有典型性和普遍性的超外差式雷達(dá)接收機(jī)作為研究對(duì)象,對(duì)雷達(dá)接收機(jī)的高功率微波耦合通道進(jìn)行了分析,將耦合通道中核心防護(hù)器件PIN限幅器和最敏感器件低噪聲放大器作為器件級(jí)非線性效應(yīng)的重點(diǎn)研究對(duì)象,并對(duì)它們的特征參數(shù)進(jìn)行了分析。文中研究了器件的建模方法,為PIN限幅器和低噪聲放大器建立了適用于高功率微波效應(yīng)研究特點(diǎn)的等效電路模型,并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)比對(duì),獲取了 PIN限幅器的效應(yīng)脈沖展寬隨注入脈沖脈寬和功率的增大而增大的規(guī)律認(rèn)識(shí):而低噪聲放大器效應(yīng)脈沖的展寬會(huì)隨著注入脈沖功率的增大而增大,但隨著注入脈沖的寬度的變化無明顯規(guī)律。根據(jù)數(shù)據(jù)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)效應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了簡單的分析。根據(jù)器件和組件的高功率微波非線性效應(yīng)結(jié)果,開展了高功率微波對(duì)典型接收機(jī)前端模擬系統(tǒng)的效應(yīng)實(shí)驗(yàn),并對(duì)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。系統(tǒng)級(jí)的效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和器件、組件的非線性效應(yīng)研究結(jié)果具有較好的一致性。論文由器件到系統(tǒng)循序漸進(jìn)的展開高功率微波的效應(yīng)研究,獲得了部分效應(yīng)規(guī)律,給出了比較合理的機(jī)理解釋,明確了電路的薄弱環(huán)節(jié),為雷達(dá)系統(tǒng)的加固和防護(hù)研究提供了一些參考。
【學(xué)位單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN957.5
【部分圖文】：

影響的器件，因此本文將ＰＩＮ限幅器作為研宄重點(diǎn)之一。??ＰＩＮ二極管限幅器主要包括兩個(gè)部分：ＰＩＮ二極管與扼流線圈，而ＰＩＮ二極管??是一種微波半導(dǎo)體控制器件。如圖２－４所示為ＰＩＮ限幅二極管的主視圖和側(cè)視圖。??當(dāng)高功率微波脈沖通過時(shí)，ＰＩＮ二極管中會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象：在射頻信號(hào)的正半周內(nèi)，??微波大電流使載流子在Ｐ區(qū)和Ｎ區(qū)的邊界注入，大量的載流子進(jìn)入Ｐ區(qū)和Ｎ區(qū)之??間的Ｉ層，但當(dāng)射頻電壓反向時(shí)，并非所有注入的載流子全部耗盡，而有一部分進(jìn)??入繼續(xù)留在Ｉ區(qū)，在一段時(shí)間后Ｉ區(qū)會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的分布，此時(shí)ＰＩＮ限幅器會(huì)由??高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)。當(dāng)入射功率很低時(shí)，正半周注入的載流子會(huì)在負(fù)半周被完全??耗盡，Ｉ區(qū)就不會(huì)存留電子和空穴，ＰＩＮ二極管表現(xiàn)為持續(xù)性的高阻態(tài)。在ＰＩＮ二??極管正常情況下，ＰＩＮ限幅器不會(huì)改變輸入信號(hào)的特性；當(dāng)經(jīng)過ＰＩＮ限幅器的微??波脈沖功率足夠高時(shí)

?ＰＩＮ限幅器二極管展開研宄，它具有非常典型的臺(tái)面結(jié)構(gòu)，主要用于射頻和通信系??統(tǒng)接收機(jī)無源保護(hù)電路。其輸入輸出特性曲線如圖２－５所示。??—Ｌｉｍｉｔｅｒ?Ｏｕｔｐｕｔ?－－?Ｐｉｎ－ＩＬ??２０?????ｒ???????，４１１?／??／?Ｌｉｍｉｔｉｎｇ?／??＾?１５?－?Ｌｏｗ－＾＾＝＾＝－?（ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ??１—－卜—??爸?Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ?，?Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ?Ｌｏｓｓ?／??ｔｒ?Ｌｏｓｓ?／?Ｊ??§?１〇?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?Ｊ＿＿一?????????＊５?ｆ?Ｌｉｍｉｔｅｒ?Ｄｉｏｄｅ?Ｓａｔｕｒａｔｅｄ??／?（Ｍａｘｉｍｕｍ?Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ?Ｌｏｓｓ）??ｏ?５——／－???????〇ｍＴＴＴＴＭ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５?４０?４５??Ｉ叩ｕｔ?Ｐｏｗｅｒ?（ｄＢｍ｝??圖２－５限幅器輸入輸出特性曲線??高功率微波在作用于ＰＩＮ限幅器時(shí)，會(huì)引起限幅器一些特征指標(biāo)的改變，以??下為限幅器的一些重要特征指標(biāo)：??（１）

Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ??圖２－６典型射頻前端的微波電路圖??圖２－６為典型射頻前端的微波電路圖。低噪聲放大器作為雷達(dá)接收前端的核心??部件，為了實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能必須考慮包括增益穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)范圍以及其匹配性在內(nèi)??的諸多因素。通常這些因素之間會(huì)相互影響，低噪聲放大器才變得更加敏感。??以下為低噪聲放大器的主要特征參數(shù)：??（１）噪聲系數(shù)（ＮＦ）??１２??
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本文編號(hào)：2858391