【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，應用于裝備短波電臺的強電磁脈沖防護，屬于強電磁脈沖防護領域。
技術介紹
1、短波電臺是無線通信的重要裝備。短波電臺發出的短波信號可通過地面與電離層之間的多次反射以達到遠距離通信的目標。短波通信的工作頻率一般為2mhz-30mhz，波長為150米-10米。短波電臺發射功率越大，通信距離越遠，一千公里以上的通信，電臺發射功率需大于400w，隨著無線電遠距離通信的需求，kw級大功率短波電臺越來越多。短波無線電通信的主要弊端就是容易受到自然或人為的電磁脈沖干擾。其中雷電電磁脈沖和核電電磁脈沖的能量集中于短波工作頻段內，是短波電臺的主要威脅源。需要設計一種大功率短波傳輸時，電臺工作狀態下的強電磁脈沖實時防護電路。
技術實現思路
1、本專利技術的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，確保短波電臺在強電磁脈沖干擾時正常通信，避免短波電臺遭受自然雷擊或核電電磁脈沖等強電磁脈沖威脅而造成通信中斷。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，包括：i級瞬態防護電路、第一去耦電路、ii級瞬態防護電路、濾波電路、第二去耦電路和iii級瞬態防護電路；
4、i級瞬態防護電路采用氣體放電管與壓敏電阻并聯實現，用于防護雷電電磁脈沖或核電電磁脈沖中的低頻部分，其輸出端連接第一去耦電路；
5、第一去耦電路用于第i級瞬態防護電路與ii級瞬態
6、ii級瞬態防護電路，為低容二極管與雙向tvs管組成的電壓鉗位電路，用于將i級瞬態防護電路殘余的能量進一步防護，其輸出端連接濾波電路；
7、濾波電路，為lc組成的高通濾波器，濾波電路確保短波信號低插損傳輸，同時也用于濾除前面兩級瞬態防護電路殘余的低頻干擾，濾波電路的輸出連接第二去耦電路；
8、第二去耦電路用于第ii級瞬態防護電路與iii級瞬態防護電路的響應時序與分流控制，輸出端連接iii級瞬態防護電路；
9、iii級瞬態防護電路為低容二極管與雙向tvs管組成的快響應鉗位電路，用于防護核電電磁脈沖的高頻部分，并將殘余電壓鉗位在較低的水平。
10、進一步的，所述的i級瞬態防護電路，包括氣體放電管g1和4只并聯的壓敏電阻vr1～vr4，其中氣體放電管g1一端連接信號端sig，另一端通過并聯在一起的壓敏電阻vr1～vr4接地。
11、進一步的，所述第一去耦電路包括并聯在一起的電阻r1和r2，一端連接信號端sig，另一端作為第一去耦電路輸出端連接到ii級瞬態防護電路。
12、進一步的，所述的ii級瞬態防護電路包括低容二極管d1～d4和8只雙向tvs管v1～v8，其中d1～d2支路中，d1與d2串聯連接，二極管d1的陰極連接第一去耦電路輸出端，雙向tvs管不分極性，v1與v2串聯，v3與v4串聯，v1與v3連接后與二極管d2陽極相連，v2與v4連接后與gnd相連；
13、其中d3～d4支路中，d3與d4串聯連接，二極管d3的陽極連接二極管d1的陰極，tvs管不分極性，v5與v6串聯，v7與v8串聯，v5與v7連接后與二極管d4陰極相連，v6與v8連接后與gnd相連；
14、所述雙向tvs管v1～v8為雙向瞬態抑制二極管。
15、進一步的，所述濾波電路，包括電感l1～l2和電容c1～c2，組成4階高通濾波電路，其中c1與c2串聯后，一端連接至ii級瞬態防護電路中d3的陽極，另一端連接至第二去耦電路的電阻r3，l1一端連接在c1與c2的中間，另一端接gnd，l2一端連接至c2與電阻r3的中間，另一端接gnd。
16、進一步的，所述第二去耦電路包括電阻r3，一端連接濾波電路中的c3，另一端連接到iii級瞬態防護電路。
17、進一步的，所述的iii級瞬態防護電路，包括低容二極管d5～d8和8只雙向tvs管v9～v16，雙向tvs管v9～v16采用sic基瞬態抑制二極管；
18、其中d5～d6支路中，d5與d6串聯連接，二極管d5的陰極連接第二去耦電路輸出端，雙向tvs管不分極性，v9與v10串聯，v11與v12串聯，v9與v11連接后與二極管d6陽極相連，v10與v12連接后與gnd相連；
19、其中d7～d8支路中，d7與d8串聯連接，二極管d7的陽極連接二極管d5的陰極，雙向tvs管不分極性，v13與v14串聯，v15與v16串聯，v13與v15連接后與二極管d8陰極相連，v14與v16連接后與gnd相連。
20、進一步的，穩態工作時，只有短波信號傳輸，瞬態防護電路不工作；第i級瞬態防護電路中，氣體放電管g1的直流擊穿電壓參數大于短波信號工作電壓最大值，壓敏電阻vr1～vr4的壓敏電壓大于短波信號工作電壓最大值；第ii級和第iii級瞬態防護電路中，雙向tvs管串聯后的擊穿電壓大于短波信號工作電壓最大值，從而保證了第i級至第iii級瞬態防護電路的啟動門限均大于短波信號工作電壓最大值，避免了誤觸發。
21、進一步的，雷電電磁脈沖通過第i級、第ii級瞬態防護電路和濾波電路防護，響應時序為：
22、高通濾波器將大部分雷電電磁脈沖有效截止在第i和第ii級瞬態防護電路中，雷電電磁脈沖到來時，第ii級瞬態防護電路優先響應，tvs管擊穿并箝位，第ii瞬態防護電路響應后的箝位電壓再加上第一去耦電路中電阻的分壓將大于第i級瞬態防護電路的擊穿電壓，從而確保第i級瞬態防護電路迅速響應擊穿；
23、第i級瞬態防護電路響應后，大部分脈沖能量均由其泄放；第ii級瞬態防護電路中的tvs管在雷電脈沖通過后優先關斷；第i級瞬態防護電路中通過設計氣體放電管串聯壓敏電阻，減小氣體放電管中的電流，實現氣體放電管快速關斷。
24、進一步的，核電電磁脈沖通過第i級、第ii級瞬態防護電路、濾波電路和第iii級瞬態防護電路防護，響應時序為：
25、核電電磁脈沖中高頻部分由第iii級瞬態電路進行防護，當核電電磁脈沖到來時，第iii級瞬態防護電路優先響應，第iii級瞬態防護電路擊穿后的箝位電壓與第二耦合電路中電阻電壓之和大于第ii級瞬態防護電路的擊穿電壓，從而實現第ii級瞬態防護電路快速擊穿，同理，第ii級瞬態防護電路擊穿后，第ii級瞬態防護電路擊穿后的箝位電壓與第一耦合電路中電阻電壓之和大于第i級瞬態防護電路的擊穿電壓，又使第i級瞬態防護電路快速擊穿；與雷電電磁脈沖的防護機制相同，在核電磁脈沖通過后，第iii級、第ii級、第i級瞬態防護電路依次關斷。
26、本專利技術與現有技術相比的有益效果是：
27、(1)本專利技術短波強電磁脈沖抑制電路可在短波電臺工作中對強電磁脈沖進行防護，確保了短波電臺在強電磁脈沖干擾時的實時通信；
28、(2)本專利技術短波強電磁脈沖抑制電路可用在kw以上短波電臺本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于包括：I級瞬態防護電路、第一去耦電路、II級瞬態防護電路、濾波電路、第二去耦電路和III級瞬態防護電路；
2.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述的I級瞬態防護電路，包括氣體放電管G1和4只并聯的壓敏電阻VR1～VR4，其中氣體放電管G1一端連接信號端SIG，另一端通過并聯在一起的壓敏電阻VR1～VR4接地。
3.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述第一去耦電路包括并聯在一起的電阻R1和R2，一端連接信號端SIG，另一端作為第一去耦電路輸出端連接到II級瞬態防護電路。
4.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述的II級瞬態防護電路包括低容二極管D1～D4和8只雙向TVS管V1～V8，其中D1～D2支路中，D1與D2串聯連接，二極管D1的陰極連接第一去耦電路輸出端，雙向TVS管不分極性，V1與V2串聯，V3與V4串聯，V1與V3連接后與二極管D2陽極相連，V2與V4連接后與GN
5.根據權利要求4所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述濾波電路，包括電感L1～L2和電容C1～C2，組成4階高通濾波電路，其中C1與C2串聯后，一端連接至II級瞬態防護電路中D3的陽極，另一端連接至第二去耦電路的電阻R3，L1一端連接在C1與C2的中間，另一端接GND，L2一端連接至C2與電阻R3的中間，另一端接GND。
6.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述第二去耦電路包括電阻R3，一端連接濾波電路中的C3，另一端連接到III級瞬態防護電路。
7.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述的III級瞬態防護電路，包括低容二極管D5～D8和8只雙向TVS管V9～V16，雙向TVS管V9～V16采用Sic基瞬態抑制二極管；
8.根據權利要求3所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：穩態工作時，只有短波信號傳輸，瞬態防護電路不工作；第I級瞬態防護電路中，氣體放電管G1的直流擊穿電壓參數大于短波信號工作電壓最大值，壓敏電阻VR1～VR4的壓敏電壓大于短波信號工作電壓最大值；第II級和第III級瞬態防護電路中，雙向TVS管串聯后的擊穿電壓大于短波信號工作電壓最大值，從而保證了第I級至第III級瞬態防護電路的啟動門限均大于短波信號工作電壓最大值，避免了誤觸發。
9.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：雷電電磁脈沖通過第I級、第II級瞬態防護電路和濾波電路防護，響應時序為：
10.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：核電電磁脈沖通過第I級、第II級瞬態防護電路、濾波電路和第III級瞬態防護電路防護，響應時序為：
...【技術特征摘要】
1.一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于包括：i級瞬態防護電路、第一去耦電路、ii級瞬態防護電路、濾波電路、第二去耦電路和iii級瞬態防護電路；
2.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述的i級瞬態防護電路，包括氣體放電管g1和4只并聯的壓敏電阻vr1～vr4，其中氣體放電管g1一端連接信號端sig，另一端通過并聯在一起的壓敏電阻vr1～vr4接地。
3.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述第一去耦電路包括并聯在一起的電阻r1和r2，一端連接信號端sig，另一端作為第一去耦電路輸出端連接到ii級瞬態防護電路。
4.根據權利要求1所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述的ii級瞬態防護電路包括低容二極管d1～d4和8只雙向tvs管v1～v8，其中d1～d2支路中，d1與d2串聯連接，二極管d1的陰極連接第一去耦電路輸出端，雙向tvs管不分極性，v1與v2串聯，v3與v4串聯，v1與v3連接后與二極管d2陽極相連，v2與v4連接后與gnd相連；
5.根據權利要求4所述的一種大功率低殘壓短波強電磁脈沖抑制電路，其特征在于：所述濾波電路，包括電感l1～l2和電容c1～c2，組成4階高通濾波電路，其中c1與c2串聯后，一端連接至ii級瞬態防護電路中d3的陽極，另一端連接至第二去耦電路的電阻r3，l1一端連接在c1與c2的中間...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳建超，陳生，陳永剛，趙樹余，劉密，楊冬平，許志堯，王力，鄭巖，牛飄，穆城，
申請(專利權)人：北京衛星制造廠有限公司，
類型：發明
國別省市：
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