[发明专利]射频前端综合电磁防护电路

说明书

本发明涉及射频前端综合电磁防护电路，包括输入匹配电路、扩容防护电路、开关防护电路、限幅防护电路、级间匹配电路、输出匹配电路和耦合检波电路，级间匹配电路为第一至第四级间匹配电路；输入匹配电路第一端作为输入端、第二端与扩容防护电路第一端相连；扩容防护电路至少包括两个扩容分支；开关防护电路包括一个以上的导通单元；限幅防护电路包括一个以上的限幅单元；耦合检波电路包括定向耦合器、检波二极管、第三电感及扼流电感。本装置同时具有连续波及瞬态强电磁脉冲综合防护能力，提升了射频前端的大信号在强场连续波及强电磁脉冲下的功率容量及通流能力。

技术领域

本发明涉及电磁防护领域，尤其涉及一种射频前端连续波与瞬态强电磁脉冲综合防护电路。

背景技术

随着电气电子设备对频谱资源的争夺，电磁环境越来越恶劣，表现为频谱密度高、能量强度大、信号样式多。空间中除各种连续波信号外，还存在着各种有意、无意的电磁脉冲。特别是强电磁脉冲武器成为各国竞相发展的对象，历经几十年发展，国外大量先进强电磁脉冲武器装备部队，给我国电力、通信、金融、能源、交通等带来巨大威胁。

电气电子设备多为用频设备，存在收发射频前端，对其造成影响的电磁波包括连续波及电磁脉冲。当电磁波以一定功率进入射频前端时，轻则造成信息干扰，重则造成硬件损伤。有意形式的强电磁脉冲包括核电磁脉冲、高功率微波等，由于其具有极快的脉冲上升沿、极高的脉冲峰值功率，对用频设备打击的频域范围大，能量强度高。

对射频前端的防护包括对连续波的防护和对电磁脉冲的防护，现有防护性设计中，多为对连续波的防护，受技术成熟度与试验条件限制，多数防护电路对强电磁脉冲的防护能力有限，特别是限幅响应速度小于1ns，可用于高功率微波的防护电路鲜见，其难度在于防护电路需兼具响应速度快、通流能力强、插入损耗低、尖峰泄露小这四项特性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种射频前端综合电磁防护电路，用以解决同时具备连续波与强电磁脉冲防护能力，特别是具有高功率微波防护能力的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种射频前端综合电磁防护电路，包括：输入匹配电路、扩容防护电路、开关防护电路、限幅防护电路、级间匹配电路、输出匹配电路和耦合检波电路；

输入匹配电路第一端作为射频前端综合电磁防护电路输入端，输入匹配电路第二端与扩容防护电路第一端相连；

级间匹配电路的个数为两个以上，在扩容防护电路与开关防护电路之间、开关防护电路与限幅防护电路之间，都连接有级间匹配电路，这两个级间匹配电路分别为第一级间匹配电路和第三级间匹配电路；

扩容防护电路至少包括两个扩容分支，各扩容分支之间基于功分原理并联，所有扩容分支的第一端相连共同作为扩容防护电路第一端，扩容防护电路第一端同时与第一级间匹配电路第一端相连；

所有扩容分支的第二端相连共同作为扩容防护电路第二端，扩容防护电路第二端接地；

开关防护电路包括一个以上的导通单元，所有导通单元的第二端接地；若导通单元为一个，则该导通单元的第一端分别与第一级间匹配电路第二端和第三级间匹配电路第一端相连；若导通单元为两个以上，则相邻导通单元第一端间也以级间匹配电路连接，第一个导通单元的第一端与第一级间匹配电路第二端相连，最后一个导通单元的第一端与第三级间匹配电路第一端相连，同时依电磁能量传播方向扩容防护电路、开关防护电路、限幅防护电路的开启功率依次相等或递减；

限幅防护电路包括一个以上的限幅单元，所有限幅单元的第二端接地；若限幅单元为一个，则该限幅单元的第一端分别与第三级间匹配电路第二端、输出匹配电路第一端相连；若限幅单元为两个以上，则相邻限幅单元第一端间以级间匹配电路连接，第一个限幅单元的第一端与第三级间匹配电路第二端相连，最后一个限幅单元的第一端与输出匹配电路第一端相连，同时依电磁能量传播方向扩容防护电路、开关防护电路、限幅防护电路的开启功率依次相等或递减；