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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来随着电子通信技术的迅猛发展，超大规模集成电路和高密度、高集成度的功能单元被广泛应用于各种射频通信系统。射频通信系统的敏感单元如射频接收机的前端的低噪声放大器极易受到复杂电磁环境的影响或者高功率微波武器的攻击，电磁信号可以通过接收机上的天线耦合进入电路，高功率脉冲信号能够使低噪声大器中半导体器件功能紊乱、退化或者失效，甚至烧毁，进而导致射频通信系统瘫痪或者损毁。因此，在发展射频通信系统同时，还必须增强通信系统中电磁敏感单元特别是接收机前端低噪声放大器在复杂电磁环境中的抗干扰能力和生存能力。

传统电磁兼容研究的问题大致可以分为电磁干扰源、耦合路径及敏感单元三个方面，与之相对应电磁兼容防护措施可以从这三方面加以考虑。借鉴这种观点，在通信系统电磁防护的问题中，首先想到的应该是摧毁电磁干扰源，这就是从源头着手解决电磁防护的问题，即积极防护。但是由于电磁干扰源具有隐蔽性、灵活性等特点，这就给积极防护带来了极大困难。所以，实际有效的电磁防护主要考虑耦合路径和敏感设备这两个因素，综合来说，采用电磁加固措施应该是目前电子系统电磁安全防护最有效的方式。对于实际应用中的电子系统，常用的加固方法分为两种：一是控制耦合路径。电磁信号耦合进入电路途径有两种：前门耦合和后门耦合。对前门耦合通常采用限幅器、滤波器等器件反射或者衰减入射信号的功率，对于后门耦合则一般用金属外壳加以屏蔽保护。二是使用先进材料提高电子设备中元器件抗干扰能力，保证电子设备遭受高功率电磁辐射攻击后仍能正常工作。电子设备的电磁防护问题逐渐成为世界各国关注的焦点问题之一，世界上众多公司及科研机构都积极开展了相关课题的研究，其中微波限幅器的研制成为了电子设备耦合通道电磁防护的主要研究方向之一。

限幅器是微波系统中的一种重要控制单元，最广泛的用途是防止高功率信号对正常工作中微波雷达接收系统可能造成的破坏，诸如烧毁接收机前端的低噪声放大器，或使其性能和工作灵敏度等变差。

2. 研究的基本内容

本论文主要是对于ka波段限幅器的设计与研制，用于保护正常工作中的微波雷达接收系统，以免受到高功率信号的破坏。根据项目任务书的要求，此限幅器的指标参数如下：

（1）工作频段：26ghz~40 ghz；

（2）插入损耗：4.5db;

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本文研制的 ka 波段全频段混合集成限幅器采用无源多级 pin 二极管结构，根据选用的二极管管芯外形，考虑把pin二极管并联于微带电路中。为实现全波段特性 ，以集总参数巴特沃斯低通滤波器电路为原型， 采用三只 pin二极管并联构成宽带低通滤波网络 ，通过分析二极管p层 、n 层和i层物理结构，建立其场仿真模型 ，提取相应的s参数，拟合出二极管寄生参数值，结合键合金丝电感参数分析，优化金丝电感和匹配网络 ，研制出了ka波段全频段高性能限幅器。

在2018年11月份到2019年4月份，完成限幅器的设计，装配和测试。

预期制作出的限幅器达到上述指标要求。

4. 参考文献

[1] a.s.shnitnikov,s.m.mikhaylov.smiulationof a two-diode microwave limiter[c].2000 10^th international crimeanconference.”microwave and telecommunciation techology”.conferenceproceedings(ieee cat.no.00ex415).2000.154-155.

[2] 刘丽华.陈岩.s波段同轴限幅器的研制[c].2003年全国毫米波会议论文集，2003.556-560

[3] 王锋,符鹏.s波段高功率限幅器[c].2004 全国微波集成电路与移动通信学术会议.2004.