1、電子科技大學博士學位論文高功率微波效應機理理論與實驗研究姓名：汪海洋申請學位級別：博士專業(yè)：物理電子學指導教師：李家胤20100108摘要脈寬：典型值為1郵；調制方式：可在脈寬內采用不同調制信號；輸出最大功率：100kW，減少輸入可降低輸出功率，但波形、脈寬相應變化；功率密度：大于lW／cm2(轉臺位置，輸入功率大于100kW)，更小的EUT尺寸可獲得更高功率密度。在此系統(tǒng)上開展了計算機微波波形敏感度規(guī)律實驗研究，獲得了一些有參考價值效

2、應機理總結。通過效應源的擴展，該實驗系統(tǒng)還可完成如雷電脈沖、核電脈沖及UWB脈沖環(huán)境輻射環(huán)境模擬功能；針對器件級效應機理實驗所建立的動態(tài)在線效應注入實驗系統(tǒng)則在相應各章節(jié)分別敘述。論文第四和第五章分別開展了典型雷達前端保護器件PIN限幅器和以CMOS反相器為代表的單元數(shù)字電路在器件等效電路層次上的效應機理理論模擬與實驗研究。論文建立了PIN限幅器和CMOS數(shù)字電路單元器件反相器HPM效應SPICE模擬電路模型，該電路模型可較好定性反映器

3、件在高功率微波作用下的內在物理響應過程，效應模擬結果及其所反映的機理規(guī)律與注入實驗數(shù)據(jù)基本一致，表明了這種基于SPICE電路微波效應模擬研究方法的有效性。論文通過大量模擬計算和注入實驗結果數(shù)據(jù)對比分析獲得了一些有指導意義的、符合效應閾值實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)規(guī)律的效應機理規(guī)律總結，給出了比較合理的效應機理規(guī)律物理層面解釋，對進一步開展HPM防護研究工作具有重要參考。通過對PIN限幅器效應模擬與實驗研究，給出了限幅器重要物理特性尖峰泄漏功率、脈寬、

4、前沿等機理規(guī)律總結，其次提出并通過注入實驗驗證了PIN限幅器的高重頻損傷機理，從瞬態(tài)阻抗變化過程給出了其高重頻損傷物理解釋；CMOS反相器研究顯示，其擾亂／翻轉閾值頻率規(guī)律整體大致遵從廠2規(guī)律，即微波脈沖頻率越高，效應閾值越大；注入微波脈沖頻率高于C波段以后，擾亂功率閾值有明顯較大上升；部分反相器擾亂(閂鎖效應)具有能量閾值特點，即所需微波脈沖功率越與注入微波脈寬基本成反比，但在脈寬內能量基本一致。論文第六章系統(tǒng)地開展了RF前端鏈路“前

5、門一帶外效應可能性探討研究。通過對開口波導天線、帶通濾波器的帶外模擬計算與實驗研究，顯示RF前端接收鏈路存在這種“前門“帶外HPM耦合較強薄弱環(huán)節(jié)，部分帶外頻段功率耦合系數(shù)總體與帶內相當。因此傳統(tǒng)電磁兼容思路通過合理分配電磁頻譜來防止電子系統(tǒng)間通道干擾技術途徑需要改進，必須考慮到可能的帶外效應，且?guī)忸l段應包括至毫米波段。最后，論文第七章在效應實驗系統(tǒng)功能擴展方面作了一些模擬設計和實驗研究工作。首先使用三維全波電磁模擬商業(yè)軟件進行了某寬