● 摘要
复杂电磁环境下的信息战成为现代战争的重要标志。雷达作为现代战争中军事信息系统的传感器，受到新型电磁脉冲武器的严重威胁。和核爆炸一样，电磁脉冲武器释放出快上升沿的强电磁脉冲，它能通过天线、孔缝、线缆等耦合途径使电子设备工作失灵甚至摧毁。如何提高雷达系统在强电磁脉冲环境下的抗干扰能力，已成为各个军事大国争相研究的问题。目前国内关于雷达系统抗电磁脉冲效应的研究还较薄弱，多数是关于空腔、孔缝耦合的屏蔽效能计算、裸露线缆上的感应电流分析，或者对半导体器件、进行的失效机理分析或毁伤阈值分析，而关于经天线耦合进入雷达内部的研究还近乎空白。对于雷达接收机而言，工作天线处于裸露状态，并且具有较高天线增益，因此经天线耦合进入系统内部的脉冲能量是不能被忽略的，本文采用时域瞬态仿真的方法对耦合效应进行研究。首先对快上升沿强电磁脉冲的典型双指数函数进行时域及频谱分析，建立了脉冲能量经天线耦合的传输模型、提出了两种天线耦合的等效模式，经比较采用了先滤波后衰减的模式。接收平台是研究抗电磁脉冲效应的基础，本文给出了用于仿真的Ku波段雷达接收机的底层电路，经仿真验证具有良好的接收性能。随着电子器件与设备的趋小型化，对电磁脉冲的敏感性也越来越强，论文还分析了基于射频微机电技术的毫米波开关及移相器组件的性能和设计。将雷达回波信号和强电磁脉冲干扰引入接收机，仿真不同距离处的强脉冲在接收机不同节点的干扰状况，从中找到影响接收机性能的规律和解决措施。经仿真表明，由于低噪声放大器、混频器和中频放大器对干扰信号的不同作用，致使雷达接收机在强电磁脉冲干扰下，容易形成前端饱和。最后在非线性特性和动态范围的理论基础上，对雷达接收系统的抗饱和性能进行了研究，仿真分析了射频前端带宽的变化对接收机饱和特性的影响，并针对宽带压制式干扰和窄带瞄准式干扰进行了瞬态仿真。