高功率微波对调频引信系统的耦合效应研究

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现如今,电磁环境日益复杂,特别是高功率微波武器的出现,使得电子设备更易被损毁。无线电引信作为弹上重要电子装备,高功率微波武器俨然成为其重要威胁。使用实验方法研究高功率微波对无线电引信的效应是十分困难的,其一、条件十分苛刻;其二、实验成本过高。因此为保证无线电引信正常工作,需要采用联合仿真的方法进行无线电引信在高功率微波武器作用下的响应分析,从而提出针对性的防护措施,这是如今亟待解决的重要研究内容。论文主要针对目前应用比较广泛的调频无线电引信,研究其在高功率微波作用下的耦合失效机理,为调频无线电引信系统的防护提供理论依据。论文以两种调频引信为对象,一种为Ka波段,信号处理方法采用差频定距;一种为S波段,信号处理方法采用谐波比较式定距,该种引信又称为调频多普勒引信。高功率微波主要考虑窄带高功率微波和超宽谱高功率微波,针对Ka波段调频引信主要研究窄带高功率微波对其的耦合效应,针对S波段调频多普勒引信主要研究超宽谱高功率微波对其的耦合效应。论文的主要工作和成果如下:1、运用ADS和CST对两种调频引信中的天线、射频电路和信号处理电路进行了建模和联合仿真,为高功率微波耦合效应的研究提供场-路联合仿真模型。2、针对高功率微波的“前门”耦合效应进行研究,从理论出发分别研究了高功率微波经由天线后对两个波段引信产生的非线性毁伤效应、非线性压缩效应和非线性混频效应。非线性毁伤效应具体表现为:无论是带内还是带外的HPM耦合信号,均能使低噪放中晶体管毁坏,从而导致引信整体毁坏无法工作。非线性压缩效应具体表现为:当引信距离目标较近时受到HPM的攻击,一旦HPM耦合信号的功率大于低噪声放大器的1d B压缩点,会导致引信瞎火。非线性混频效应具体表现为:当引信距离目标较远时受到HPM的攻击,若在混频滤波过后产生幅度和频率均满足条件的中频信号,会导致引信早炸。针对三种不同的非线性效应分别给出毁伤或干扰判据,并在最后提出防护措施。3、针对高功率微波的“后门”耦合效应进行研究,对引信结构进行建模,仿真了高功率微波通过不同种类的孔洞或缝隙进入引信内部所产生的耦合电场,分析耦合电场分布,通过数据分析和曲线拟合得到了高功率微波耦合电场的规律,并给出了高功率微波“后门”耦合对引信系统的干扰判据。
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