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强激光与粒子束 2009年第4期21卷 560-564页

作者：章勇华黄文华李平杨志强任伟涛西北核技术研究所西安710024

hpm对微波器件的输出脉冲影响主要有幅度变化、脉宽变化、相位变化以及暂时性压制,以此为基础建立了4种效应参量的模型,分别是衰减因子、脉宽、相移和压制时间。在建立效应参量模型时,参照分离变量法,提出使用加权函数的方法把多维函数... 详细信息

hpm对微波器件的输出脉冲影响主要有幅度变化、脉宽变化、相位变化以及暂时性压制,以此为基础建立了4种效应参量的模型,分别是衰减因子、脉宽、相移和压制时间。在建立效应参量模型时,参照分离变量法,提出使用加权函数的方法把多维函数分解成多个1维函数相乘,基本解决了利用有限实验数据建立数学模型的问题。给出了利用效应数据建立数学模型所常用的几种数据处理方法,如曲线拟合、查表/插值和概率统计,并给出了该方法在TR放电管效应评估中的使用实例。

关键词： hpm效应微波器件建模方法数据处理 TR放电管

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hpm效应实验中区间删失数据的处理与统计分析

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强激光与粒子束 2013年第9期25卷 2351-2354页

作者：陆希成韩峰刘钰江凌杨志强西北核技术研究所西安710242 高功率微波技术重点实验室西安710024

在hpm效应实验中经常可以获得区间删失数据,为了能够合理利用这类数据对hpm效应进行有效分析,需要对它进行处理。根据电子器件的微波失效机理和实验现象,基于插值方法的思想,在充分利用删失数据信息情况下建立了不同阶插值精度的数据处... 详细信息

在hpm效应实验中经常可以获得区间删失数据,为了能够合理利用这类数据对hpm效应进行有效分析,需要对它进行处理。根据电子器件的微波失效机理和实验现象,基于插值方法的思想,在充分利用删失数据信息情况下建立了不同阶插值精度的数据处理方法。理论分析可知,高阶精度处理方法要优于低阶精度方法。此外,根据构建的区间删失数据,通过统计分析可知,处理后数据与原始数据在统计意义上没有显著差异,可用于hpm效应研究,为数据的可靠分析提供了有利支撑。

关键词： hpm效应区间删失数据数据处理统计分析

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低噪声放大器高重频脉冲损伤机理研究

低噪声放大器高重频脉冲损伤机理研究

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作者：叶东林电子科技大学

学位级别：硕士

接收机前端系统中,低噪声放大器(LNA)和混频器是较为核心且灵敏的敏感器件,高功率微波(High Power Microwave,hpm)电磁环境下容易受到前门耦合损伤,造成接收机功能失效。hpm电磁环境波形参数丰富,包括功率、频率、脉宽、重频等。研究表... 详细信息

接收机前端系统中,低噪声放大器(LNA)和混频器是较为核心且灵敏的敏感器件,高功率微波(High Power Microwave,hpm)电磁环境下容易受到前门耦合损伤,造成接收机功能失效。hpm电磁环境波形参数丰富,包括功率、频率、脉宽、重频等。研究表明,微波脉冲波形参数对典型电子器件效应阈值表征影响很大,其中微波脉冲功率、频率和脉宽等参数效应机理已基本明确。但高重频参数下(大于kHz)hpm效应机理研究较少。随着hpm电磁辐射重频参数的不断提高,了解及掌握高重频hpm电磁脉冲对低噪放的损伤效应及机理非常重要。基于热动力学与电子电路拓扑类比方法,论文构建了低噪声放大器的高重频毁伤效应电路模型,通过该电热耦合电路模型在电路仿真软件ADS下进行LNA电路级的瞬态热毁伤效应模拟仿真,从温升规律角度合理解释了高重频微波脉冲作用下,低噪声放大器的热积累毁伤效应机理规律;开展了S波段BJT低噪声放大器效应样品设计、加工与测试;搭建了S波段高重频微波脉冲注入效应试验平台,开展了重频(1Hz～10MHz)参数的hpm效应试验研究,获得脉冲重频参数对LNA损伤阈值与损伤概率的影响规律。仿真计算与试验数据分析表明:脉冲重频低于500kHz时,仿真计算显示无明显温升积累,脉冲重频大于500kHz后,每一个脉冲循环后器件温度均有一定程度的升高,多个脉冲循环后器件由于温度过高而烧毁,并且温度积累程度与脉冲重频和脉冲数量成正相关。注入试验表明LNA的损伤阈值与重频呈明显的拐点特征,拐点值范围约500kHz～1MHz。在脉冲重频大于拐点值时,出现了明显的脉冲积累效应,LNA损伤阈值随着脉冲数和重频的增加而减小、损伤概率与脉冲数和重频成正相关。而脉冲重频低于拐点值时,LNA的损伤阈值与损伤概率无明显变化,与重频和脉冲数无关。实验与仿真结果的高重频毁伤阈值相差不大,重频参数的毁伤机理规律基本一致,实验验证了本文热毁伤模型的有效性。

关键词：低噪声放大器 hpm效应高重频脉冲热电耦合热积累效应

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微波前端高功率微波效应研究

微波前端高功率微波效应研究

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作者：胡凯电子科技大学

学位级别：硕士

微波前端作为无线通信系统的一部分,是典型的高功率微波“前门”攻击对象。关于PIN限幅器和LNA器件级hpm效应研究较多,但针对部件级微波前端效应机理报道较少;了解和掌握微波前端部件级hpm效应物理机制与规律特性对于改进和提高微波前... 详细信息

微波前端作为无线通信系统的一部分,是典型的高功率微波“前门”攻击对象。关于PIN限幅器和LNA器件级hpm效应研究较多,但针对部件级微波前端效应机理报道较少;了解和掌握微波前端部件级hpm效应物理机制与规律特性对于改进和提高微波前端电子系统的抗毁性具有重要意义。本论文主要开展包括PIN限幅器、低噪声放大器(LNA)在内的微波前端hpm效应理论与实验研究。首先,论文简要介绍了课题的研究背景和意义以及国内外研究现状;其次,根据课题注入效应实验需求,设计和制作了单级、多级PIN限幅器以及微波前端效应实验样品;再次,考虑在大功率微波脉冲作用下器件自身功耗所导致的自加热效应,通过热-电类比的方法实现电热耦合电路模型建模,实现了统一商业软件模拟环境下电、热两个物理过程的耦合计算,由此建立了多级PIN限幅器以及包含PIN限幅器和LNA在内的微波前端电热耦合部件级效应电路模型,并进行了多种微波脉冲参数下的效应模拟计算;最后,搭建了L波段注入实验系统,开展效应实验研究,以验证模拟计算结果。模拟计算结果表明:微波脉冲功率和脉宽对结温升的影响最大,而频率和前沿参数对结温升影响甚小;随着功率和脉宽的增加,多级PIN限幅器前级厚的I层PIN二极管管比后级薄的I层PIN二极管结温升高,前级厚的I层PIN二极管更容易损伤;多级PIN限幅器的损伤程度依赖于不同的组合脉冲形式,脉冲间隔越短,损伤程度越大;微波前端中前级PIN限幅器结温升规律同单独的PIN限幅器类似,达到相同结温升所需的功率和脉冲关系符合Wunsch-Bell规律;实测多级PIN限幅器输入输出特性和微波前端小信号3dB恢复时间与模拟计算结果基本一致,表明基于电热自洽耦合模型的电路模拟方法的有效性。

关键词：微波前端 hpm效应电热耦合结温升 PIN限幅器

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