一种波导等离子体限幅器及其设计方法
【专利摘要】本发明实施例提供给了一种波导等离子体限幅器及其设计方法，涉及电磁脉冲防护领域，可以有效对抗高功率微波武器。所述设计方法包括：根据正常传输信号的频率f确定矩形波导的截止频率fc和截面尺寸a、b，其中，fc＝0.9f，b＝0.3a～0.5a；确定等离子体频率fp小于截止频率fc大于高功率微波频率fHPM，以及t＜tr情况下的填充气体和填充气体的气体压强；计算得到填充气体厚度。
【专利说明】一种波导等离子体限幅器及其设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁脉冲防护领域，尤其涉及一种波导等离子体限幅器及其设计方 法。
【背景技术】
[0002] 高功率微波武器（HPMW)可通过电效应、热效应以及生物效应对电子设备造成干 扰，致使半导体器件的PN结击穿甚至器件烧毁。微波武器由于波束宽，作用距离远，受气候 影响小，无需精确跟踪瞄准目标，使得现代军事电子设备对HPMW的防护成为难点。虽然针 对HPM的藕合途径和特点，人们提出了一些防护手段，但这些防护手段多是借鉴以往的电 磁兼容技术。面对快速发展的微波技术，上百GW的高峰值功率、高重复频率和快上升沿是 HPM的发展趋势，传统防护手段往往难以奏效。
【发明内容】
[0003] 本发明的实施例提供一种波导等离子体限幅器及其设计方法，可以有效对抗高功 率微波武器。
[0004] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0005] 一种波导等离子体限幅器的设计方法，包括：
[0006] S1、根据正常传输信号的频率f确定矩形波导的截止频率f。和截面尺寸a、b，其 中
【权利要求】
1. 一种波导等离子体限幅器的设计方法，其特征在于，包括： 51、 根据正常传输信号的频率f确定矩形波导的截止频率f。和截面尺寸a、b，其中，f。 Ic =0· 9f，b= 0· 3a?0· 5a，C为光速； 52、 根据前门耦合场强值和后门耐受门限值确定击穿场强Eb; 53、 选择填充气体以及所述填充气体对应的气体压强P，使得选择的填充气体在对应的 气体压强P下的击穿场强等于Eb，其中，所述填充气体为以下的一种： 强P为 〇·Ol-IOOOtorr; 54、 选定填充的电子密度Ntl，使得等离子体频率fp小于截止频率f。，大于高功率微波频 率fHPM;其中，人呻％#，Ntl=NeQ+YN，NeQ= 10lfVm3为初始电子密度，γ= 0. 0001为气 体的电离度，# = 为气体密度，K为玻尔兹曼常数，T为气体绝对温度； KT 55、 计算等离子体形成时间i= );其中，7 = ?为气体击穿时间，（J)i 为气体原子的电势能，为电子的质量，E为传播至天线端口的高功率微波场强值，υm为碰 撞频率，f为正常传输频率； 56、 判断所述等离子体形成时间t是否小于高功率微波的上升时间仁； 若否，则重新进行步骤S2-S6,直至t<t,; 若是，则获得t< &时对应的填充气体及气体压强P，进行步骤S7 ; 57、 计算获得填充气体的厚度d;
式中，（J)i为气体原子的电离势能， 电子的质量，K为玻尔兹曼常数，T为气体绝对温度，f为正常传输频率，s^为碰撞截面，P为气体压强。
2. -种波导等离子体限幅器，其特征在于，所述等离子限幅器中填充的填充气体以及 气体压强和填充气体的厚度d是根据权利要求1所述的设计方法计算出来的。
【文档编号】H05H1/46GK104470188SQ201410740559
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】张建国, 邱扬, 李欢丽, 许社教, 田锦, 张骏祥, 乔琪, 张聪, 高原, 李辉, 岳田 申请人:西安电子科技大学