一种电磁脉冲防护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电磁防护领域，目的在于提供一种电磁脉冲防护装置，包括第一级防护装置、射频开关、第二级防护装置、保护装置、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，第一级防护装置包括波导等离子体限幅器和宽带滤波器，第二级防护装置包括限幅器组件，保护装置包括陷波器组件，天线接口、第一级防护装置、第二级防护装置和保护装置通过射频电缆依次相连，第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关连接后与陷波器组件并联，第一单刀双掷开关与限幅器组件相连，第二单刀双掷开关与接收前端相连。本发明专利技术的有益效果在于：对强电磁脉冲、设备之间高电平信号干扰的同时抑制，并且保证在干扰信号频点和带宽已知的情况下，射频系统仍然能够继续工作的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁脉冲防护装置
本专利技术涉及电磁防护领域，特别涉及一种在复杂电磁环境下可以对强电磁脉冲进行防护的装置。
技术介绍
随着电磁脉冲技术的发展，电磁脉冲辐射场强达到数百kV/m，脉冲上升时间为ns级别，在通信等设备上感应的电磁脉冲电压、电流可以使通信等设备瞬间击穿或烧毁；雷击脉冲的半衰点频率500Hz，而电磁脉冲的半衰点频率为1MHz；因此，电磁脉冲产生的不仅是瞬态高能量冲击的问题，而且还同时产生高频、高强度的电磁干扰问题，需要对通信电子设备进行强电磁脉冲防护。目前电磁防护的思想主要是屏蔽，滤波器以及接地等技术，已知的电磁防护系统受到原理和器件性能的制约，在防护中均存在响应时间不够快的问题，对于脉冲上升沿较短的高能电磁脉冲就基本失去了防护功能，为此，如何提升系统的响应时间，保证电磁脉冲的能量得到最大程度的衰减是目前研究的难题。近来出现了一些电磁脉冲防护方法，其主要原理如图1所示。主要构想是通过加入延时电路延缓信号传播，从而在信号到达开关之前检测电路就已经做出判断并关闭开关，达到脉冲防护的目的。可是延时电路往往会带入较大的插入损耗，影响整机的性能，对之后通信系统的性能造成极大的影响。因此，亟需一种提升系统的响应时间，保证电磁脉冲的能量得到最大程度衰减的电磁脉冲综合防护的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服了上述缺陷，提供一种响应时间快，抑制度高，插入损耗小的电磁脉冲防护装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方法为：一种电磁脉冲防护装置，其特征在于：包括依次连接的第一级防护装置、射频开关、第二级防护装置、保护装置、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关；所述第一级防护装置包括波导等离子体限幅器和宽带滤波器，所述第二级防护装置包括限幅器组件，所述保护装置包括陷波器组件；外设的天线接口和所述的波导等离子体限幅器、宽带滤波器、射频开关和限幅器组件通过射频电缆依次相连，所述第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关连接后与陷波器组件并联，所述第一单刀双掷开关与限幅器组件相连，所述第二单刀双掷开关与接收机的接收前端相连；所述第一级防护装置用于抑制从天线接口进入的强电磁脉冲干扰，所述第二级防护装置用于将流经波导等离子体限幅器和宽带滤波器后的高电平干扰信号进行衰减，所述保护装置用于将流经波导等离子体限幅器和宽带滤波器的信号进行调谐。进一步的，所述波导等离子体限幅器所填充的气体为以下的一种：He、Ne、Ar、Xe，所述气体的气体压强为0.01-1torr，所述气体的击穿场强为103-106V/m。进一步的，所述波导等离子体限幅器的频率为100-10000兆赫兹。进一步的，所述宽带滤波器为宽带的腔体滤波器，所述宽带滤波器为梳状或管状。进一步的，所述限幅器组件包括超导限幅器，所述超导限幅器由两个限幅器通过线缆串联而成，所述超导限幅器置于低温真空环境下工作。进一步的，所述陷波器组件包括滤波器和步进电机，所述滤波器为机械调谐的带阻滤波器，所述步进电机的电源输出端与滤波器的电源两端相连。本专利技术的有益效果在于：波导等离子体限幅器抑制了强电磁脉冲的干扰，对被保护电路起到第一次衰减防护作用；宽带滤波器滤除了其他系统对于自身系统的干扰，同时衰减了超宽带电磁脉冲干扰的能量；利用限幅器损耗小且响应时间快的特性，避免使用会引入大插损的延时电路，减小了电磁防护模块引入的损耗，实现了对系统影响的最小化，同时对漏过波导等离子体限幅器外的脉冲信号进行第二次衰减防护作用，保护了被保护电路；基于超导的特性，可以在电路设计上更加灵活，增加多个限幅电路等并不会对防护模块的损耗特性产生太大的影响，防护能力调节更自由；通过陷波器组件，实现对已知干扰的抑制，保障了通讯过程不受到自身干扰的影响，实现对被保护电路的第三层保护作用；本专利技术实现了对强电磁脉冲、设备之间高电平信号干扰的同时抑制，并且保证在干扰信号频点和带宽已知的情况下，射频系统仍然能够继续工作的功能。附图说明图1是现有电磁脉冲防护模块的原理示意图。图2是本专利技术实施例电磁脉冲防护装置的原理示意图。图3是本专利技术实施例电磁脉冲防护装置的超导限幅器组件实现方式示意图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本专利技术最关键的构思在于：通过波导等离子体限幅器抑制强电磁脉冲干扰；通过宽带滤波器能滤除其他系统对于自身系统的干扰和衰减超宽带电磁脉冲干扰的能量；利用限幅器组件损耗小且响应时间快的特性，避免使用会引入大插损的延时电路；增加陷波器组件，实现对已知干扰的抑制，保障通讯过程不受到自身干扰的影响。请参阅图2-3所示，本实施例的电磁脉冲防护装置，包括依次连接的第一级防护装置、射频开关、第二级防护装置、保护装置、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关；所述第一级防护装置包括波导等离子体限幅器和宽带滤波器，所述第二级防护装置包括限幅器组件，所述保护装置包括陷波器组件；外设的天线接口和所述的波导等离子体限幅器、宽带滤波器、射频开关和限幅器组件通过射频电缆依次相连，所述第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关连接后与陷波器组件并联，所述第一单刀双掷开关与限幅器组件相连，所述第二单刀双掷开关与接收机的接收前端相连；所述第一级防护装置用于抑制从天线接口进入的强电磁脉冲干扰，所述第二级防护装置用于将流经波导等离子体限幅器和宽带滤波器后的高电平干扰信号进行衰减，所述保护装置用于将流经波导等离子体限幅器和宽带滤波器的信号进行调谐。本专利技术的工作过程为：通过电磁脉冲防护装置实现对被保护电路的两次衰减防护和一次保护作用。被保护电路的接线端传入的电磁脉冲以及设备间的干扰信号等，通过波导等离子体限幅器后，当进入波导等离子体限幅器的波导的功率足够大，波导内的场强达到击穿场强，电极之间会激发等离子体，隔断波导的传输途径，至少能提供40dB以上的隔离度；通过调节波导内的气压、填充不同的气体以及改进波导内的结构来调整波导等离子体限幅器的开启场强；波导等离子体限幅器启动后，将射频信号进行全反射，对传输信号产生40dB的衰减，这样，可以通过波导等离子体限幅器，实现对强电磁脉冲干扰的第一级衰减防护作用；当进入波导等离子体限幅器的波导的功率不足以触发波导等离子体限幅器防护工作，则射频信号直接进入后续的防护保护工序。在波导等离子体限幅器后设置宽带滤波器，选出系统所需要的工作频段；通过滤波器的中心频率以及带宽根据需要实际的频率分段确定，保证滤除有用信号频段以外的各种干扰信号。由于波导等离子体限幅器的击穿场强值较大，在波导等离子体限幅器在开启之前可能有一部分功率已经漏过，在启动之前漏过的脉冲信号，形成一个脉冲尖峰，此时强电磁脉冲信号处于幅度上升过程，漏过去的信号电平幅度不会太大，限幅器组件可对漏过来的尖脉冲进行隔离，实现对流经波导等离子体限幅器和宽带滤波器的高电平干扰信号的二次衰减防护护作用。限幅器组件不需要任何检测电路，只要输入功率大于设计的阈值，即可以在几纳秒的时间内进入限幅状态，一旦大电平信号消失，则可以在几纳秒的时间内恢复超导态，实际应用中根据需要设计限幅器组件输入功率电平值，就可以对后面的接收机射频前端进行保护。超导材料具有迈斯纳效应，本身就是天然的优良限幅器。限幅器内的超导材料，即一段具有一定功率容量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁脉冲防护装置，其特征在于：包括依次连接的第一级防护装置、射频开关、第二级防护装置、保护装置、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关；所述第一级防护装置包括波导等离子体限幅器和宽带滤波器，所述第二级防护装置包括限幅器组件，所述保护装置包括陷波器组件；外设的天线接口和所述的波导等离子体限幅器、宽带滤波器、射频开关和限幅器组件通过射频电缆依次相连，所述第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关连接后与陷波器组件并联，所述第一单刀双掷开关与限幅器组件相连，所述第二单刀双掷开关与接收机的接收前端相连；所述第一级防护装置用于抑制从天线接口进入的强电磁脉冲干扰，所述第二级防护装置用于将流经波导等离子体限幅器和滤波器后的高电平干扰信号进行衰减，所述保护装置用于将流经波导等离子体限幅器和宽带滤波器的信号进行调谐。

【技术特征摘要】
1.一种电磁脉冲防护装置，其特征在于：包括依次连接的第一级防护装置、射频开关、第二级防护装置、保护装置、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关；所述第一级防护装置包括波导等离子体限幅器和宽带滤波器，所述第二级防护装置包括限幅器组件，所述保护装置包括陷波器组件；外设的天线接口和所述的波导等离子体限幅器、宽带滤波器、射频开关和限幅器组件通过射频电缆依次相连，所述第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关连接后与陷波器组件并联，所述第一单刀双掷开关与限幅器组件相连，所述第二单刀双掷开关与接收机的接收前端相连；所述第一级防护装置用于抑制从天线接口进入的强电磁脉冲干扰，所述第二级防护装置用于将流经波导等离子体限幅器和滤波器后的高电平干扰信号进行衰减，所述保护装置用于将流经波导等离子体限幅器和宽带滤波器的信号进行调谐。2.根据权利要求1所述的电磁脉冲防护...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞彬，吴志聪，赵浩翰，王中锋，刘杰，杨晨，
申请(专利权)人：福建星海通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35