CN111092420A - 一种高功率容量高功率微波防护装置 - Google Patents

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何小东
马谢
程慧斌
郑浩月
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H9/06—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters

Abstract

本发明涉及干扰防护技术领域，公开了一种高功率容量高功率微波防护装置。包括输入接口、输出接口、多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路，所述多级稳态滤波电路由多个串联的稳态滤波电路构成，多级稳态滤波电路的两端分别通过微带线与输入接口、输出接口连接；三级瞬态泄放电路通过阻抗匹配线与稳态滤波电路并联。本方案额定功率容量大、插入损耗小、响应速度快、通用性强、安装维护方便，能有效防护高功率微波对电子设备的损毁，可应用于短波、超短波等收发一体通信系统的高功率微波防护。

Description

一种高功率容量高功率微波防护装置
技术领域
本发明涉及干扰防护技术领域，特别是一种高功率容量高功率微波防护装置。
背景技术
高功率微波武器对常规战争中的电子设备、通信网络和武器系统的电磁杀伤效应非常明显。随着电池技术、高功率微波源、辐射天线等关键技术的突破，目前高功率微波武器辐射的高功率微波能量已可达到1GW-10GW，脉冲上升时间达到1ns以下，这对各种电子设备特别是通信系统的高功率微波防护能力提出了严峻的考验，提升通信系统的高功率微波防护能力成了迫在眉睫的任务。
短波/超短波通信是主要的战术通信手段，射频前端作为短波和超短波通信系统的重要组成部分，在相关的高功率微波试验研究中，其射频前端呈现出了明显的器件损伤。目前，针对通信系统射频前端的高功率微波防护装置，一方面插入损耗较大，影响系统正常通信；另一方面额定功率容量较小，仅能应用于接收链路的防护，针对收发一体接收机的防护还存在问题。与此同时，现有的高功率微波防护装置还存在响应时间较长，对于亚纳秒级高功率微波的防护效果不明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种高功率容量高功率微波防护装置。
本发明采用的技术方案如下：一种高功率容量高功率微波防护装置，包括输入接口、输出接口、多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路，所述多级稳态滤波电路由多个串联的稳态滤波电路构成，多级稳态滤波电路的两端分别通过微带线与输入接口、输出接口连接；所述三级瞬态泄放电路的第一级瞬态泄放电路的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输入端连接，另一端接地；所述三级瞬态泄放电路的第二级瞬态泄放电路的一端通过渐变线阻抗器连接在多级稳态滤波电路两级之间，另一端接地；所述三级瞬态泄放电路的第三级瞬态泄放电路的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输出端连接，另一端接地。
进一步的，所述高功率容量高功率微波防护装置还包括金属屏蔽壳体和电路板，所述的金属屏蔽壳体包括壳体基座和盖板，所述盖板与壳体基座通过螺钉固定形成完整的金属屏蔽壳体，壳体基座内部设计有四个用于安装固定电路板的凸台，所述电路板用于装配多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路。
进一步的，所述电路板采用高频介质基板，电路板的四个角的位置设置用于接地和固定的金属化通孔。
进一步的，所述稳态滤波电路由电容、电感和具有分布参数的微带结构组成。
进一步的，所述多级稳态滤波电路额定功率容量大于200W。
进一步的，所述第一级瞬态泄放电路由气体放电管构成，气体放电管的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输入端连接，另一端与电路板地线连接。
进一步的，所述第二级瞬态泄放电路由半导体放电管和快速开关二极管组成，半导体放电管一端通过渐变线阻抗器连接在多级稳态滤波电路两级之间，另一端与两个反向并联的开关二极管一端连接，并联的开关二极管另一端与电路板地线连接。
进一步的，所述第三级瞬态泄放电路由瞬态电压抑制二极管构成，瞬态电压抑制二极管一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输出端连接，另一端与电路板地线连接。
进一步的，所述的输入接口和输出接口为标准的50欧姆N型接头，并通过螺钉固定在金属屏蔽壳体两端。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案在输入端和输出端之间设置多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路，使额定功率容量大、插入损耗小、响应速度快、通用性强、安装维护方便，能有效防护高功率微波对电子设备的损毁，可应用于短波、超短波等收发一体通信系统的高功率微波防护。
附图说明
图1是本发明高功率容量高功率微波防护装置的结构示意图。
图2是本发明高功率容量高功率微波防护装置的其中一种实现结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，一种高功率容量高功率微波防护装置，包括输入接口、输出接口、多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路，所述多级稳态滤波电路由多个串联的稳态滤波电路(稳态滤波电路1、稳态滤波电路2、…、稳态滤波电路n)构成，多级稳态滤波电路的两端分别通过微带线与输入接口、输出接口连接；所述三级瞬态泄放电路通过阻抗匹配线与稳态滤波电路并联：所述三级瞬态泄放电路的第一级瞬态泄放电路1的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输入端连接，另一端接地；所述三级瞬态泄放电路的第二级瞬态泄放电路2的一端通过渐变线阻抗器连接在多级稳态滤波电路两级之间(图1中示意的情况是稳态滤波电路1和稳态滤波电路2之间)，另一端接地；所述三级瞬态泄放电路的第三级瞬态泄放电路3的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输出端连接，另一端接地。
优选地，如图2所示，所述高功率容量高功率微波防护装置还包括金属屏蔽壳体12和电路板13，金属屏蔽壳体22两侧为输入接口11和输出接口14，所述的金属屏蔽壳体12包括壳体基座和盖板，所述盖板与壳体基座通过螺钉固定形成完整的金属屏蔽壳体12，壳体基座内部设计有四个用于安装固定电路板的凸台，所述电路板用于装配多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路。
优选的，为了多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路可以附着在板子上设置了电路板，所述电路板可以采用高频介质基板，电路板的四个角的位置设置用于接地和固定的金属化通孔。
优选地，所述稳态滤波电路由电容、电感和具有分布参数的微带结构构成的半集总混合电路，滤波电路可以是低通滤波电路、带通滤波电路、高通滤波电路中的一种或几种混合；所述多级稳态滤波电路两端通过微带线分别与输入接口和输出接口连接。其中，所述输入接口11和输出接口14为标准的50欧姆N型接头，并通过螺钉固定在金属屏蔽壳体两端。
优选地，所述多级稳态滤波电路额定功率容量大于200W，因此本方案适用于高功率容量的防护装置。
优选地，所述第一级瞬态泄放电路由气体放电管构成，气体放电管的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输入端连接，另一端与电路板地线连接。所述第二级瞬态泄放电路由半导体放电管和快速开关二极管组成，半导体放电管一端通过渐变线阻抗器连接在多级稳态滤波电路两级之间，另一端与两个反向并联的快速开关二极管一端连接，并联的快速开关二极管另一端与电路板地线连接。所述第三级瞬态泄放电路由瞬态电压抑制二极管构成，瞬态电压抑制二极管一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输出端连接，另一端与电路板地线连接。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，包括输入接口、输出接口、多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路，所述多级稳态滤波电路由多个串联的稳态滤波电路构成，多级稳态滤波电路的两端分别通过微带线与输入接口、输出接口连接；所述三级瞬态泄放电路的第一级瞬态泄放电路的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输入端连接，另一端接地；所述三级瞬态泄放电路的第二级瞬态泄放电路的一端通过渐变线阻抗器连接在多级稳态滤波电路两级之间，另一端接地；所述三级瞬态泄放电路的第三级瞬态泄放电路的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输出端连接，另一端接地。
2.如权利要求1所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，还包括金属屏蔽壳体和电路板，所述的金属屏蔽壳体包括壳体基座和盖板，所述盖板与壳体基座通过螺钉固定形成完整的金属屏蔽壳体，壳体基座内部设计有四个用于安装固定电路板的凸台，所述电路板用于装配多级稳态滤波电路和三级瞬态泄放电路。
3.如权利要求2所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，所述电路板采用高频介质基板，电路板的四个角的位置设置用于接地和固定的金属化通孔。
4.如权利要求1所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，所述稳态滤波电路由电容、电感和具有分布参数的微带结构组成。
5.如权利要求1所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，所述多级稳态滤波电路额定功率容量大于200W。
6.如权利要求1所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，所述第一级瞬态泄放电路由气体放电管构成，气体放电管的一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输入端连接，另一端与电路板地线连接。
7.如权利要求6所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，所述第二级瞬态泄放电路由半导体放电管和快速开关二极管组成，半导体放电管一端通过渐变线阻抗器连接在多级稳态滤波电路两级之间，另一端与两个反向并联的开关二极管一端连接，并联的开关二极管另一端与电路板地线连接。
8.如权利要求7所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，所述第三级瞬态泄放电路由瞬态电压抑制二极管构成，瞬态电压抑制二极管一端通过渐变线阻抗器与多级稳态滤波电路输出端连接，另一端与电路板地线连接。
9.如权利要求1所述的高功率容量高功率微波防护装置，其特征在于，所述的输入接口和输出接口为标准的50欧姆N型接头，并通过螺钉固定在金属屏蔽壳体两端。
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