基于壓控導(dǎo)電的電磁防護罩的設(shè)計方案（一）

PIN 二極管瞬態(tài)仿真結(jié)果如圖4 所示。P1 提供幅度Vin 為10 V、頻率為1 GHz微波信號，得到負載R2 兩端Vout 降為2 V,相當(dāng)于PIN二極管開路時的40%.

從圖4可以看出，處于微波段的PIN二極管具有壓控導(dǎo)電特性，容易滿足需求，適合作為防護罩的壓控導(dǎo)電單元。

2 仿真分析

針對圖2給出的防護結(jié)構(gòu)，分析了該防護罩的電磁性能。仿真中同時考慮網(wǎng)格尺寸和PIN 阻抗特性的影響，設(shè)置4種防護罩結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，見表1.其中網(wǎng)格邊長均小于入射電磁波長的1 10.因PIN二極管加工工藝不同，致使其存在性能差異。BAP63零偏電容CT 小，截止特性較好;HSMP4820 直流電阻R1 小，導(dǎo)通性能較好。因此，本文選取這兩種型號二極管作為仿真對象，同時用隔離度I 表征防護罩屏蔽效能，插入損耗IL表征透射效率，研究其防護效能。

仿真結(jié)果如圖5所示，在強電磁脈沖作用下隔離度I 與網(wǎng)格尺寸、入射波頻率成反比，符合金屬網(wǎng)格屏蔽規(guī)律。PIN 二極管直流電阻小于1.8 Ω時，同尺寸防護罩I-f 曲線幾乎重合。當(dāng)PIN 二極管導(dǎo)通時，防護罩近似短路，形成低阻抗表面，絕大部分入射波被反射，避免被防護設(shè)備毀傷。

弱電磁信號作用下，防護罩的透射效率仿真結(jié)果如圖6 所示。對比圖5,圖6,防護罩在不同頻點出現(xiàn)諧振。網(wǎng)格尺寸一致時，諧振頻率點f 隨著零偏電容CT的減小而增大。二極管零偏電容CT 一致時，諧振頻率點f 隨著網(wǎng)格尺寸的減小而增大。故諧振頻率點f 與網(wǎng)格尺寸、零偏電容值成反比變化。

綜上所述，提高隔離度I,需要使用直流電阻小的PIN二極管，并加密網(wǎng)格;降低插入損耗IL,回避諧振影響，需要使用零偏電容小的PIN二極管和稀疏網(wǎng)格。但實際上，PIN 二極管的直流電阻越小，I層厚度就越薄，零偏電容越大。故防護罩設(shè)計時，提高隔離度和降低插入損耗存在矛盾，需針對防護需求，合理選擇網(wǎng)絡(luò)尺寸和PIN二極管。