高功率微波作用下半导体器件失效和防护分析

高功率微波是通过直接及间接的耦合方式产生电热效应,会在不同程度上对电子通信设备产生干扰,导致设备出现无法逆转的损伤。本文重点分析高功率微波作用下半导体器件失效问题,对集中不同列的晶体管受到高脉冲影响产生的变化进行分析,提出了瞬态稳压抑制器的优化方式,有利于半导体器件失效防护。

一种新型的混合型双频高功率微波器件

为提高高功率微波(HPM)器件的输出功率和转换效率,通过对磁绝缘线振荡器(MILO)和分离腔振荡器(SCO)的特性分析,提出利用MILO磁绝缘电流驱动的SCO替代收集极,构成一个具有更高输出性能的双频混合型HPM器件。通过全电磁粒子模拟软件的模拟,结果表明:L波段MILO-SCO混合型HPM器件可在1.54 GHz和0.74 GHz双频下工作,转换效率超过20%,对探索提高HPM器件工作性能提供了参考。

高功率混合型储能器件专利发展趋势分析

以高功率混合型储能器件我国专利为研究对象,通过对我国专利数据进行的分析和挖掘,总结分析专利的时序分布、主要技术主题以及重点申请人等方面,揭示该技术领域当前的专利活动特点,并提出未来该技术领域的专利创新特点,为我国在该领域的科技创新和产业化提供参考依据。

高功率腔体滤波器的电磁-热-力多物理场智能代理模型及快速预测

电磁多物理场计算在模拟高功率微波器件方面至关重要。为了快速且精确地获取高功率腔体滤波器中由电磁引发的多物理场响应,本文构建了一种基于数据驱动的电磁多物理场代理模型。首先利用有限元方法建立腔体滤波器的多物理场响应数据库,随后基于该数据库构建数据驱动的人工神经网络代理模型。结果对比表明:该代理模型能够精确且快速地预测高功率腔体滤波器在不同输入功率下的S参数曲线,预测精度超过98%,预测时间少于0.2 s;相较于传统的电磁多物理场数值计算方法,计算速度提升了3个数量级以上。因此,本文代理模型的快速精确预测能力对新型高功率微波器件的稳定性分析、可靠性评估和优化设计具有重要的理论指导意义和实际工程应用价值。

高功率微波常用测量器件标定方法研究

首先分析了检波器现有标定方法存在的问题,并且进行了实验研究。研究结果表明信号源输出功率未实时监测和检波器驻波比引起的反射是检波器灵敏度存在差异的主要原因。在此基础上提出了改进后的检波器标定方法,并且实验验证了改进后标定方法的正确性。分别采用Agilent信号源和Agilent矢量网络分析仪研究了HPM常用测量器件窄脉冲和连续波下的衰减量差异。研究结果表明:测量器件衰减环节窄脉冲下衰减量可采用矢网连续波测试结果,二者最大差别约0.3 d B。

高功率微波器件的初步优化设计

将遗传算法与全电磁粒子模拟算法有机融合,研制出二维全电磁粒子模拟并行优化程序。据此对高功率微波源器件——磁绝缘线振荡器(MILO)和超辐射返波管(SRBWO)进行优化设计。将束波转换效率作为优化目标,在输入功率基本不变的情况下,优化后的磁绝缘线振荡器的效率比原模型提高38.8%;将超辐射相对论返波管的峰值输出功率作为优化目标,优化后的器件峰值输出功率比原来提高了37.5%,束波转化效率提高了50%;将超辐射相对论返波管的输出微波总能量作为优化目标,输出微波总能量比原来提高了38.1%。经优化后获取的器件模型几何参数合理,物理图像正确。

高功率微波电子器件易损性评估仿真研究

研究高功率微波作用下电子器件的损伤评估问题。由于电子器件损伤实验的破坏性特点,基于成本控制等原因,电子器件的微波效应实验数据很有限,在有限的实验数据下分析预测电子器件的未知损伤特性,对于预测方法的效率、精度、泛化性要求很高。传统的预测方法往往仅满足某一方面,难以从各个方面实现综合预测电子器件损伤特性。为提高有限实验数据下电子器件损伤特性预测的综合性能,提出将模糊数据处理方法与极限学习机相结合用于电子器件的易损性评估中。首先使用模糊数据处理方法对实验数据进行处理,其次将其输入到极限学习机中进行训练和预测,并与常规的几种预测方法及改进极限学习机的预测结果进行了对比分析,同时通过实验对预测结果进行了验证。结果表明,构建的预测模型计算简洁高效,精度可观。

高功率微波器件均衡网络的设计、应用与理论分析

针对高功率微波器件工作频带内增益波纹大的问题 ,结合不同用户的需求和具体器件 ,设计制作了多个吸收型同轴谐振腔在同轴传输线上多级级联型的均衡网络 ,并作出谐振腔内电磁场的理论分析。最佳均衡效果为对一高功率行波管在Ku 波段30 0MHz带宽内 ,将 12dB的增益波纹均衡至 0 35dB。

高功率真空电子器件在医用加速器方面的应用评述

微波真空电子器件作为高功率微波源在医用加速器领域具有广泛的应用,主要器件类型包括各种结构的磁控管、速调管以及多电子注速调管。为了促进国内医用高功率器件的交流和发展,特组织了本专辑,希望能够为系统应用和器件发展提供一个信息交流平台,促进我国在该领域的快速发展。

GGMOS型静电放电防护器件的高功率微波效应

采用基于半导体漂移扩散模型的数值模拟软件对高功率微波(HPM)作用下GGMOS型的静电放电(ESD)防护器件效应进行了数值模拟研究。对ESD器件在HPM作用下的响应特性及器件内部的物理图像进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,外部注入HPM信号的幅值和频率是影响ESD器件的因素,在加载30ns脉宽的HPM脉冲作用下,器件内部达到的最高温度与信号幅值成正指数关系。在给ESD注入相同幅值的HPM信号时,频率越大,器件达到失效温度所需要的时间越长。

高功率微波激励下p-n结器件响应

通过采用时域有限差分方法 (FDTD)和混合算法处理半导体器件所满足的刚性、耦合、非线性偏微分方程组 ,建立PN结半导体器件在高功率微波 (HightPowerMicrowave)激励下瞬态响应的一维模型 ,并在此基础上进行二极管功率耗散情况的分析和对微波信号响应截止频率的计算 ,从而对PN结半导体在高功率微波激励下的损伤机理进行研究 .计算表明 ,二极管功率耗散主要集中在源电压正半周峰值附近 ,器件的热击穿应发生在信号的正半周期内 。

高功率微波GaN器件研究现状与发展趋势

本文在分析目前GaN高功率微波器件研究现状的基础上,总结了GaN高功率微波器件及芯片的关键技术和发展趋势,仅供相关领域的学者参考。

短脉冲高功率微波大气击穿研究

论述了短脉冲高功率微波在波导内和自由空间中大气击穿的实验研究，给出了不同气压条件下的击穿阈值，并对两种实验条件下的结果进行了比较，两种实验的数据统计结果基本一致，证明了采用波导内大气击穿方法来研究大气击穿问题的合理性。

大功率、高频段电真空器件在雷达技术领域的应用分析

电真空器件正在向大功率、高频段上发展,该类电真空器件具有高峰值、高平均功率、高工作频率和大带宽的特点。近年来,借助材料科学、微加工方法和技术的进步,电真空器件的频率正在向毫米波、亚毫米波甚至太赫兹频段快速发展。大功率、高频段电真空器件同时具有更高的效率和更宽的带宽,在雷达技术领域有着广阔的应用前景。文中重点介绍了大功率、高频段电真空器件在雷达、电子对抗和微波武器等领域的五个重点发展方向,包括8 mm、3 mm波段毫米波器件集中式和分布式系统应用、太赫兹频段器件应用、高功率微波系统应用和长脉冲发射技术。最后,展望了未来的需求和发展趋势。

高功率微波对PCB电路系统辐照效应的仿真分析

以实验室自主研发的2维半导体器件-电路联合仿真程序用于分析高功率微波注入下半导体器件的毁伤机理,以此2维半导体器件-电路联合仿真程序为基础加以扩展,添加了电磁波辐照射下微带线的SPICE电路模型。扩展后的程序可以同时用于分析平面波入射下含半导体器件的PCB电路的高功率微波辐照效应和置于带孔缝屏蔽腔中的PCB电路的高功率微波辐照效应。应用此仿真程序分析了一个含有低噪声放大器的简单PCB电路,得到了该PCB电路在不同形式平面波入射下低噪声放大器的烧毁阈值,在该PCB电路置于屏蔽腔中时,低噪声放大器输入端口出现耦合干扰电压情况。

国外高功率微波发展综述

自上个世纪70年代脉冲功率技术与真空电子技术结合,提出了高功率微波的概念以来,高功率微波已经历经了三个阶段的发展,他们分别是高峰值功率,高平均功率,高功率微波的应用。目前,高功率微波正处于逐渐走出实验室形成各种装备或系统的阶段,不同频段、不同机理、不同功能的高功率微波源都得到了广泛的研究,与应用相关的各类技术,比如小型化、效应、硬管技术、调谐技术、长脉冲技术等受到重视。本文重点介绍了国外一些典型的高功率微波系统,同时也介绍了近些年IEEE举办的高功率微波产生专题讨论会相关文章的统计与分布情况。希望从从应用对技术发展的要求与当前相关研究的活跃程度两个不同的侧面揭示高功率微波的发展现状及趋势。

高功率微波源的现状及其发展

本文对常见的高功率微波源的应用前景及研究现状进行了着重的介绍,并对部分微波源的工作原理及关键技术进行了简要的说明和分析,并进一步阐述了高功率微波源所面临的问题以及未来研究的方向。

高平均功率铁氧体器件的发展及其应用

叙述了几种高功率铁氧体器件在微波能上的新应用。

高功率微波效应的多物理场建模方法研究

为了实现对微波器件高功率微波效应的分析,主要从不同尺度半导体器件和波导器件出发,基于具有谱精度的谱元时域法,开展从微米尺度到纳米尺度半导体器件电热耦合一体化分析的方法以及高功率微波气体放电效应及抑制机理的研究.得到了半导体器件在电磁信号作用下发生的电热参数分布变化规律和微波器件在高功率微波下发生的气体放电及其抑制机理,根据以上相关效应机理,可为复杂电磁环境中的器件设计提供理论指导.

高功率微波激励下二极管失效和烧毁与载流子寿命的关系

利用自行编制的半导体器件一维模拟程序mP ND1D ,通过对二极管内部载流子所满足的非线性、耦合、刚性偏微分方程组进行数值求解 。