高功率微波弹对GNSS接收机毁伤效果分析

作     者：范宇清 程二威 魏明 张庆龙 陈亚洲 FAN Yuqing;CHENG Erwei;WEI Ming;ZHANG Qinglong;CHEN Yazhou

作者机构：陆军工程大学石家庄校区电磁环境效应国家级重点实验室 

出 版 物：《系统工程与电子技术》 (Systems Engineering and Electronics)

年 卷 期：2020年第42卷第1期

页      面：37-44页

核心收录：

学科分类：11[军事学] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 110503[军事学-军事通信学] 0810[工学-信息与通信工程] 1105[军事学-军队指挥学] 1104[军事学-战术学] 082601[工学-武器系统与运用工程] 081105[工学-导航、制导与控制] 0826[工学-兵器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51677191)资助课题 

主　　题：高功率微波 全球卫星导航系统接收机 前门耦合 联合仿真 PIN二级管 尖峰泄露 

摘      要：针对高功率微波(high-power microwave,HPM)武器易对全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机造成毁伤的问题,以高功率微波弹为对象,分析了不同弹体起爆姿态下的攻击范围与效果。在电磁仿真软件CST-MWS(CST microwave studio)中建立GNSS接收机辐照模型,设计了圆极化贴片天线为接收载体,以单脉冲正弦信号调制的平面波模拟高功率微波弹起爆后的辐射场效应。在电磁能量前门耦合的基础上,基于场—路联合仿真方法给出了一种仿真模型,将天线端口感应电压注入电路仿真软件ADS中设计的PIN限幅器,完整模拟了HPM由场到路的耦合过程。仿真给出了以微波源峰值功率为变量的敏感器件毁伤评价曲线,结果表明,GNSS接收机射频前端电路中的低噪声放大器是HPM武器的主要攻击对象,以ERA-2+型低噪放为例,脉冲峰值功率在27~310 kV的微波源均可造成其晶体管烧毁。同时,HPM也容易引发限幅器在一定功率范围内产生尖峰泄漏现象,其尖峰泄露对电路可能产生的损伤值得重视。研究结论可为下一步开展卫星导航接收机针对性电磁防护设计提供依据与技术指标。