[發(fā)明專利]一種高功率微波對(duì)調(diào)頻引信效應(yīng)的聯(lián)合仿真方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011617378.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112948960A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淑寧;馮智桀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發(fā)明提出了一種高功率微波對(duì)調(diào)頻引信效應(yīng)的聯(lián)合仿真方法，使用Matlab對(duì)高功率微波信號(hào)進(jìn)行建模并導(dǎo)入CST中；使用CST中對(duì)所用天線進(jìn)行建模；使用CST仿真高功率微波耦合到天線饋電端口的電壓；使用ADS對(duì)引信中的射頻系統(tǒng)進(jìn)行建模；將CST中的耦合電壓導(dǎo)入ADS作為輸入信號(hào)，使用ADS仿真得出高功率微波引起毀傷的閾值場(chǎng)強(qiáng)；使用ADS仿真高功率微波的非線性壓縮效應(yīng)和非線性混頻效應(yīng)，得出高功率微波引起干擾的最小耦合功率；使用TCAD仿真多周期脈沖對(duì)引信中所使用晶體管的熱效應(yīng)。本發(fā)明在全面評(píng)估引信在高功率微波輻照下承受能力的同時(shí)，還能準(zhǔn)確了解到引信系統(tǒng)中最易受高功率微波影響的部分，為防護(hù)措施提供指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高功率微波和射頻系統(tǒng)，具體涉及一種高功率微波對(duì)調(diào)頻引信效應(yīng)的聯(lián)合仿真方法。

背景技術(shù)

引信是導(dǎo)彈的一個(gè)重要組成部分，在現(xiàn)代作戰(zhàn)中，引信所面臨的電磁環(huán)境非常復(fù)雜，評(píng)估引信的承受能力和抗干擾能力是一項(xiàng)重要的工作。高功率微波 (High-PowerMicrowave，HPM)是強(qiáng)電磁脈沖的一種，其頻率范圍為0.5GHz～ 300GHz，峰值功率高于1MW。HPM具有高頻率、短脈沖和高功率等特點(diǎn)，是強(qiáng)電磁脈沖的一種重要形式。

現(xiàn)如今，針對(duì)高功率微波對(duì)引信的效應(yīng)的研究大多建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，但引信的制造成本高，實(shí)驗(yàn)成本高，如何在已有引信的基礎(chǔ)上利用仿真軟件建立一個(gè)完整的仿真體系反推引信受高功率微波的影響是如今亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種高功率微波對(duì)調(diào)頻引信效應(yīng)的聯(lián)合仿真方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種高功率微波對(duì)調(diào)頻引信效應(yīng)的聯(lián)合仿真方法，包括以下步驟：

步驟一、使用Matlab對(duì)高功率微波信號(hào)進(jìn)行建模并導(dǎo)入CST中；

步驟二、使用CST中對(duì)所用天線進(jìn)行建模；

步驟三、使用CST仿真高功率微波耦合到天線饋電端口的電壓；

步驟四、使用ADS對(duì)引信中的射頻系統(tǒng)進(jìn)行建模；

步驟五、將CST中的耦合電壓導(dǎo)入ADS作為輸入信號(hào)，使用ADS仿真得出高功率微波引起毀傷的閾值場(chǎng)強(qiáng)；

步驟六、使用ADS仿真高功率微波的非線性壓縮效應(yīng)和非線性混頻效應(yīng)，得出高功率微波引起干擾的最小耦合功率；

步驟七、使用TCAD仿真多周期脈沖對(duì)引信中所使用晶體管的熱效應(yīng)。

進(jìn)一步的，步驟一，使用Matlab對(duì)高功率微波信號(hào)進(jìn)行建模并導(dǎo)入CST 中，其中，對(duì)于窄帶高功率微波，其時(shí)域表達(dá)式如下：

其中，λ為脈沖峰值，f₀為中心頻率，t₁為上升沿和下降沿時(shí)間，τ為脈沖寬度。

進(jìn)一步的，步驟三，使用CST仿真高功率微波耦合到天線饋電端口的電壓，具體是，通過(guò)仿真軟件CST將高功率微波的場(chǎng)強(qiáng)轉(zhuǎn)化為經(jīng)由引信天線耦合到饋電端口的電壓，再輸入ADS中的引信接收機(jī)中，其中，場(chǎng)強(qiáng)和接收電壓關(guān)系為：

P_R＝(E²/η₀)A_eff＝(E²/η₀)G_Rλ²/4π

將上式中Z₀轉(zhuǎn)換成50Ω，η₀轉(zhuǎn)換成120πΩ，則接收電壓V_R可簡(jiǎn)化表示為：