淺談射頻電路抗高功率微波技術研究

摘 要：在經濟社會快速發展的今天，科學技術的水平也在不斷提高，在現代高科技領域中不同技術手段發揮著不同的作用，這些技術中射頻電路抗高功率微波的地位舉足輕重。本文針對在高功率微波使用中常出現的接收機前門通道抗毀壞和前門注入損傷的問題進行詳細的分析，并以此為基礎，闡述了本人對于無源電路在高功率在實際生活中應用的認識和看法。

關鍵詞：射頻電路；高功率微波技術；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.098

高功率微波技術具有在高頻段窄帶上相對集中且有效的電磁波能力，波長一般以厘米波和毫米波兩種為主，對于電子設備中已經采取相對較嚴密的保護措施的也可以產生破壞或干擾作用。

1 微波前門注入受損研究

在實際應用當中，針對前門注入損傷問題高功率微波所具有的效應需要使用理論建模來進行深入的分析研究，同時需要結合實驗才能系統全面的評價高功率微波損傷效應。

用于評價高功率微波對于前門注入效應的實驗平臺由八個部分組成，不但包括微波源、隔離器、功率放大器、定向耦合器，也包括環形器、測試設備、待測設備和連接電纜。圖1所示就是其組成。

（1）在連接實驗儀器時，前門注入平臺的搭建是首要的操作步驟；（2）測試實驗樣品時得到其小信號，同時會獲得小信號的噪聲、參數特性和出現兩極漏極情況時的儀器的工作電壓值，根據得到的數據可以建立小信號樣品的數據庫，同時不斷完善使其更具有參考價值；（3）對于所使用的智能控制平臺的軟件進行優化處理，包括軟件的漏極電參考數值、信號起始的電平值等各種指標；（4）對于低噪聲的放大器，使用15分鐘的脈沖功率進行持續的注入操作，同時對于兩極漏極電壓應用軟件來進行監測，記錄該放大器產生的試劑輸出功率；（5）軟件是設置門限的，達到這個限值就會自主關閉輸出功率。拆下低噪聲放大器；整個過程中除了進行以上操作，還要使用矢量網絡分析設備和噪聲分析設備等測定所使用的低噪聲放大器的噪聲系數和增益值，判斷放大器是否發生損傷。達不到門限的時候，在常溫環境中進行掉電放置然后對增益和噪聲進行測定，對設備狀態進行監測；對功率值進行適當提升，對下一組進行功率的注入；（6）設備拆卸，對數據進行處理。在實驗中需要注意樣品之間的個體差異，所以當進行到退化實驗的最初階段時，觸發門限應盡量設低，這樣才能對噪聲退化閾值進行準確的捕獲。

2 前門通道（接收機）抗損實驗

對于高功率微波對通訊設備注入能量耦合時，載荷系統是通過前門和后門通道為主要途徑。從前門途徑到達雷達接收機時，會產生實際功率非常強的電磁脈沖，可能影響接收機里的電子元件。在實際應用中，為避免干擾和損傷，使用電磁加固。防護過程里，除了避免損傷外還需要全面防護系統性能；不但要從理論上分析防護措施、對工程試驗進行測試；同時也需要整機配套，對高功率前門注入的可靠性進行有效測試，防止高功率的攻擊。為保證在HPM壓制下的通訊系統能建立正常的通信鏈路，需設計可對HPM產生抑制作用的雙通道限幅接收模塊。經過測試和仿真后發現這種接收模塊能夠很好的起到保護通信鏈路和抵抗HPM壓制的作用。在實際應用時進行進一步研究，確定設備指標受到的影響與否以及程度，要進行接收機前門通道抗損上研究，保證防護措施的可靠性。綜合以上因素設計一種功分器，其具有正無窮的功分比、便捷的不等分操作和接地電阻；進行仿真操作后測試實物，兩種結果吻合。

3 無源電路

實際應用中，筆者認為以傳統的功分器最作為基礎，對新型的片狀傳輸結構進行應用，優化設計其寬帶化；通過使用彎曲傳輸路徑來達到小型功分器的目的。使用這種結構設計后使功分器具有了不需要高阻抗線的使用就可以達到功分比的不等分的優勢；不需要對高阻抗線的功率容量進行考慮，同時改進后的系統能夠在高功率中得到有效的應用。使用仿真和實物的檢測后發現，功分器寬帶相比于之前增加了約30個百分點，而在尺寸上缺縮小了一半，更加有效的達到了功分比不等分的目的。

4 結語

總的來說，研究高功率微波技術和效應和工程建設是密不可分的，尤其是建設高科技工程項目，因為電磁、高功率微波電力和電熱效應三者之間相互影響，因此傳統的單純模擬數值的方法不符合實際。本文以實驗為基礎，對這一問題進行了詳細分析，同時結合了模擬數值和試驗，這將變成未來研究方向的主流。

參考文獻：

[1]吳剛，張新剛，劉波.有孔矩形金屬腔體屏蔽效能的估算[J].強激光與粒子束，2011（03）.

[2]柴常春，張冰，任興榮等.集成Si基低噪聲放大器的注入損傷研究[J].西安電子大學學報，2010（05）.

作者簡介：顧龍愷（1989-），男，江蘇江陰人，本科，助理工程師，從事微波射頻電路方面的研究。