瞬態(tài)電磁脈沖的傳輸特性和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、瞬態(tài)電磁脈沖對(duì)電子設(shè)備的致命威脅是上個(gè)世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)的。由于其具有陡峭的前沿和較寬的頻譜，因此在很多應(yīng)用領(lǐng)域中優(yōu)于正弦波信號(hào)。而光導(dǎo)開關(guān)，由于具有觸發(fā)無抖動(dòng)、寄生電抗小、上升時(shí)間快、關(guān)斷時(shí)間短、重復(fù)頻率高等優(yōu)良特性，在超高速電子學(xué)和大功率超快電脈沖產(chǎn)生和整形技術(shù)領(lǐng)域，成為傳統(tǒng)開關(guān)(間隙放電、閘晶管及結(jié)器件)最有希望的換代器件，在電子學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域(如通信、雷達(dá)、目標(biāo)識(shí)別、電子對(duì)抗等)有廣泛的應(yīng)用前景。用光導(dǎo)開關(guān)的超快特性可以制成理想的瞬

2、態(tài)電磁脈沖源。本論文就是研究以GaAs光導(dǎo)開關(guān)作為瞬態(tài)電磁脈沖源，通過Blumlein傳輸線和指數(shù)漸變槽天線來實(shí)現(xiàn)電磁脈沖的輻射。 在瞬態(tài)電磁脈沖源的理論研究方面，雖然光導(dǎo)開關(guān)的瞬態(tài)響應(yīng)模型早就有人研究過，但是文獻(xiàn)的解釋都不完善，并且遷移率都以常數(shù)計(jì)算，與實(shí)際情況不符合，因此必須對(duì)遷移率進(jìn)行修正；在瞬態(tài)電磁脈沖傳輸規(guī)律研究上，傳統(tǒng)方法是采用嚴(yán)格電磁理論或者電磁仿真軟件進(jìn)行計(jì)算，前者計(jì)算過程繁雜，而后者則局限于目前的計(jì)算機(jī)內(nèi)存限制

3、，能仿真的陣元數(shù)有限，因此有必要引入一種簡(jiǎn)便易行計(jì)算大陣列的方法。 首先，本論文在考慮光斑與光導(dǎo)開關(guān)縫隙大小對(duì)比的基礎(chǔ)上，建立了兩種不同的瞬態(tài)響應(yīng)模型，在統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律的基礎(chǔ)上修正了遷移率，更加完善地?cái)?shù)值求解兩種瞬態(tài)響應(yīng)模型，得到較好的結(jié)果，為以后的非線性模式的研究奠定一定的基礎(chǔ)；從統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律出發(fā)，討論了簡(jiǎn)并和非簡(jiǎn)并情況下載流子等的異同，提出簡(jiǎn)并條件下需采用費(fèi)米分布來修正遷移率等。 其次，在瞬態(tài)電磁脈沖能量傳輸規(guī)律計(jì)算方

4、面，提出以點(diǎn)源模型進(jìn)行大陣列參數(shù)的計(jì)算，用嚴(yán)格理論計(jì)算曲線和實(shí)驗(yàn)測(cè)試曲線與點(diǎn)源曲線進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了點(diǎn)源模型在一定范圍的合理性；討論了地面反射問題，用地面反射解釋了測(cè)試曲線中的三次方、四次方衰減。同時(shí)，分析了天線陣列耦合的產(chǎn)生、減小耦合的措施，采用CST仿真軟件對(duì)陣列天線間的耦合進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)天線間距的合理取值范圍。 最后，在實(shí)驗(yàn)研究方面，測(cè)試了光導(dǎo)開關(guān)的暗電阻隨偏壓的變化曲線，參與了大型的野外系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了瞬態(tài)電磁脈沖