一种雷电电磁脉冲一体化微波端口防护模块的制作方法

1.本实用新型涉及雷电电磁脉冲防护技术领域，特别涉及一种雷电电磁脉冲一体化微波端口防护模块。


背景技术：

2.雷电电磁脉冲是伴随着雷电而产生的一种强瞬态电磁脉冲，是最为严重的自然电磁干扰源。雷电放电瞬间产生的雷电电磁脉冲具有陡度大、峰值电流大、电场强、响应时间长、频谱覆盖起点低和频带相对窄（100hz-100mhz）、能量巨大等特点，极易在天线、架空电网、外露互联线缆、埋地电缆或裸露金属上感应强大的感应过电流、过电压，由此产生诸如电压与电流浪涌、高电压击穿和瞬变强电磁脉冲辐射等危害，对那些长期暴露在户外的大型无线装备设施系统特别是大量的射频同轴关键部件产生严重的雷电电磁脉冲的侵扰，对现代有各类敏感半导体的电气、电子设备构成严重的威胁或导致致命的损毁；从而影响装备设施和系统的功能、可靠性、工作寿命，甚至会危及到设备和人身的安全。
3.雷电电磁脉冲防护为电磁脉冲安全防护的一部分，是针对高能电磁脉冲中由自然界雷电所引起的高能电磁脉冲的防护，是通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。
4.目前，在进行微波波段的防护时，针对雷电、高空核爆、高功率微波等电磁脉冲进行防护时，通常需要分别使用对应的防护模块进行防护，兼容性较低，防护功能不够全面。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种雷电电磁脉冲一体化微波端口防护模块，同时可以对雷电、高空核爆等电磁脉冲微波进行一体化防护，具备较高的兼容性，防护功能更加全面。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种雷电电磁脉冲一体化微波端口防护模块，包括外壳，外壳内设置有腔体，腔体内设置有防护电路，防护电路包括依次耦接于输入端和输出端之间的电容c1、电感l1、二极管d、二极管pin1、二极管pin2、电感l3、电容c3、二极管pin3以及电感l4，二极管d和电感l3之间耦接有电感l2和电容c2，其中，电感l1、二极管d的阴极、电感l2、电容c2、二极管pin1的阴极、二极管pin2的阴极、二极管pin3的阴极、电感l4接地。
8.通过上述技术方案，防护电路为了提高防护模块的功率承受能力和防护多样性，防护电路采用了多级防护模式，实现低限幅电平输出，当输入微波信号功率超过设定的相应功率门限电平时，较前级的开关限幅二极管开启,对高功率信号进行前期衰减，这样在大功率开关二极管导通之前,只有很短时间的微波信号泄漏到后级的限幅二极管上，提升了微波接收系统对微波连续波或宽脉宽大功率信号的功率承受能力，增加了微波接收系统可靠性。
9.进一步的，所述电容c1、电容c2和电容c3采用微带线等效设置。
10.通过上述技术方案，通过微带线减少整体防护模块的体积，且使得防护模块在高度集成化下更加可靠和稳定。
11.进一步的，所述电感l1、电感l2、电感l3和电感l4采用金丝键合线等效设置。
12.通过上述技术方案，通过金丝键合线减少整体防护模块的体积的且使得防护模块在高度集成化下更加可靠和稳定。
13.进一步的，所述二极管d选用肖特基二极管。
14.通过上述技术方案，保护后端敏感器件不被烧毁。
15.进一步的，所述腔体内壁材料选用铝合金。
16.通过上述技术方案，铝合金材料属于良导体，因此集肤深度较小，提高防护模块的稳定性。
17.进一步的，所述腔体内设置有钨铜垫片。
18.通过上述技术方案，由于钨铜垫片的导热性能较好，故可以保证一定条件下热量通过腔体传到至外界，提高散热效率，有效保证防护模块的热可靠性。
19.进一步的，所述腔体为单通道结构。
20.通过上述技术方案，单通道结构使得腔体散热更加方便。
21.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
22.1、通过多级防护多级防护模式，实现低限幅电平输出，提升了微波接收系统对微波连续波或宽脉宽大功率信号的功率承受能力，增加了微波接收系统可靠性；
23.2、通过单通道结构腔体的设置以及钨铜垫片的设置，保证防护模块的工作可靠性和热可靠性。
附图说明
24.图1是本实施例的本实施例的外壳结构图；
25.图2是本实施例中防护电路的电路图。
26.附图标记：1、外壳；2、腔体；3、防护电路；4、钨铜垫片。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
28.一种雷电电磁脉冲一体化微波端口防护模块，包括外壳1，外壳1内设置有腔体2，腔体2为单通道结构，腔体2内设置有防护电路3。
29.为了实现防护模块的功率承受能力，实现低限幅电平输出，防护电路3采用多级防护方式。防护电路3包括依次耦接于输入端和输出端之间的电容c1、电感l1、二极管d、二极管pin1、二极管pin2、电感l3、电容c3、二极管pin3以及电感l4，二极管d和电感l3之间耦接有电感l2和电容c2，其中，电感l1、二极管d的阴极、电感l2、电容c2、二极管pin1的阴极、二极管pin2的阴极、二极管pin3的阴极、电感l4接地。
30.其中，二极管pin1可选用2k50422型号开关二极管作为限幅器，二极管pin2选用2k16556型号开关二极管，二极管pin3选用2k67017型号开关二极管，二极管d选用肖特基二极管。
31.当输入微波信号功率超过设定的相应功率门限电平时，较前级开关限幅二极管开
启,对高功率信号进行前期衰减，这样在大功率开关二极管导通之前,只有很短时间的微波信号泄漏到后级的微波限幅二极管上,降低了对大功率工限幅管的耐功率设计要求，提升了微波接收系统对微波连续波或宽脉宽大功率信号的功率承受能力，增加了微波接收系统可靠性。
32.防护模块工作带宽为2.66ghz-3.2ghz之间，能够承受60dbm峰值功率的脉冲调制波和50dbm连续波的功率注入，考虑到射频前端敏感器件的损伤阈值，其限幅输出功率应小于20dbm,防护模块具有1000w以上的抗烧毁功率，二极管pin1可以承受1000w以上的脉冲功率的冲击，可以将脉冲功率60dbm的脉冲输入信号限幅至45dbm以下；第二级的要求功率容量为脉冲功率45dbm；第三级的要求功率容量为脉冲功率35dbm，可承受100w以上的脉冲功率冲击，并且可以将35dbm的输入信号限幅至25dbm以下；最后一级的要求功率容量为脉冲功率25dbm，当输入功率为25dbm时，可将限幅输出功率限幅至17dbm以下。当空间中有脉冲大功率信号进入到射频前端时，经过四级限幅可将60dbm的输入脉冲功率限幅至17dbm以下，保证后边敏感器件不被烧毁。
33.而为进一步提升防护模块的高集成化，电容c1、电容c2和电容c3采用微带线等效设置，电感l1、电感l2、电感l3和电感l4采用金丝键合线等效设置。
34.基于上述电路设计，基于元器件以及集成化板的保护，再加上防护模块面临多变的工作环境，腔体2为单通道腔体2，且腔体2材料为铝合金，铝合金属于良导体，因此集肤深度较小。
35.而由于防护模块在工作时会进行散热，为保证防护模块的工作稳定性，提高外壳1的散热效率，腔体2底部封装有钨铜垫片4，并烧结在腔体2上，保证腔体2内产生的热量可以通过钨铜垫片4向外散出，并可在大功率条件下的热量通过腔体2传到至外界，大大提高散热效率，有效保证防护模块的热可靠性。
36.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。