摘要：论述了微波功率模块(MPM)的特点及应用领域，对MPM内部集成高压开关电源调竹器、微波射频系统以及MPM总体的电磁兼容性设计进行了分析，并提出了设计方法与技术途径以及为实现MPM稳定、可靠上作需要解决的电磁兼容关键性问题，提出了MPM的电磁兼容性设计要点。

关键词：微波功率模块二电磁兼容性二集成电源二微波射频系统

  微波功率模块(M PM)是集真空微波管技术与固态微波集成技术优点于一身的一种新兴微波功率MPM采用单片微波集成电路(MMIC)构成低噪声、高增益的固态激励放大器(SSA)、真空螺旋线小型化行波管(Mini-TWT)(作为高效率、低增益、超宽带的功率放大器)和集成高压开关电}} ( EPC)调节器三大部件有机地组合为一体，形成一个超小型、低成本、高可靠、标准化、系列化的射频功率放大器[“一”]。由于在功率、尺寸、重量、带宽和效率上的卓越性能已被公认为最具发展前景的微波功率源，已经用于各种小平台:无人机、移动卫星通讯终端、未来战斗系统的通讯发射机、模块化的电了攻击发射机。

    真空电了器件未来发展的一个重点就是用于电了攻击、诱饵、移动通讯、多功能雷达的MPM和毫米波功率模块(MMPM)。目前，美国已形成覆盖1-40GHz频率范围的系列产品，在军事和民用领域发挥了重要作用。他们已将MPM应用伸向脉冲领域，Northrop Grunnan公司正在开发工作在X波段，输出功率达到1KW,占空比为7%的用于雷达的MPM，现在，他们正在集中力量试图使MPM的成本降低40%.美国、俄罗斯等国在第三代飞机改造和第四代飞机研制中，都采用了相控阵体制雷达。随着MPM会在有源相控阵体制雷达中发挥其优势，成为有源相控阵雷达发展的基石。

   了武器装备发展的迫切需求，MPM的电磁兼容设计是总体设计的一个重要方面，但国内对M PM的电磁兼容性设计尚未开展实质性的研究工作。

    本文对M PM总体及各部件的电磁兼容性设计进行了全面分析，并提出了切实可行的研究方法，n在为MPM电磁兼容性设计技术研究添砖加瓦。

1电磁兼容性分析

    MPM由三个主要部分构成:小型化宽带大功率行波管(末级功放)、宽带大功率低噪声SSA(Mi-ni-T W T的前级功放)和小型化大功率集成高压开关电源EPC(为Mini-TWT和SSA供电，并提供控保模块)。在MPM中，小型化大功率集成高压开关电源(EPC) ,SSA和M ini-T WT高密度地封装在一起，总体结构设计、总体热设计和总体电磁兼容性设计组成了M PM总体设计中同等重要的三个方面。功率密度的急剧增大和开关电源开关频率的提高导致电源内部电磁环境越来越复杂，因之产生的电磁干扰(E M I)对EPC本身及SSA和M ini-T WT的正常工作都造成威胁，而目_三大部件都以电缆或高压导线相连接，M PM所发生的电磁干扰与自身所处的电磁环境、组阵使用时各M PM之问的相互影响以及M PM内部的元器件和部件之问的电磁藕合有关，必须采取措施改善电磁兼容特性。

    任何电了系统电磁兼容性设计及评估过程需采用图1所示流程，把一个系统分解为相对简单的各个有机组成部分，通过该流程来实现系统的电磁兼容性设计及评估。

    在MPM的部件级保证电磁兼容性对于保证MPM整体的电磁兼容性指标有很大意义。如果在这一级别上的电磁兼容没有做好，不但对M PM整机的电磁兼容指标有影响，还会影响MPM的功能和性能，影响MPM整机的工作稳定性和可靠性。

1. 1  EPC电磁兼容性设计分析
    提高开关频率(本EPC设计使用100 kHz，开关频率)的好处是减小了MPM的体积，但同时也导致了大量的EMI问题。电压、电流的高频开关过程产生了严重的EMI，电源回路内的、IV/dt, dl/<1 t很大，会产生很大的浪涌电压、浪涌电流和其他各种噪声并通过电源线等传导途径以共模或差模方式向外传播，同时还向周围空问辐射o EM I源主要集中在功率开关器件、二极管以及与之相关的散热器和高频变压器上，其传导干扰若不予以压制，将会严重影响M PM工作的稳定性及可靠性，也会严重影响周围电了设备的正常工作。

图1 电子系统的电磁兼容性设计及评估流程图

     由于开关电源的干扰源是不可能完全消除的，就其自身电磁兼容性来说，主要是抑制干扰源，所以减小干扰源的能量就显得非常必要，可以采取滤波技术、布局与布线技术、屏蔽技术、接地技术等进行系统地研究和设计，才能保证EPC稳定可靠地工作。开关电源的电磁兼容性设计是一门综合性的学科，涉及器件物理、电路理论、信号分析、电磁场理论微波测试技术等等多学科知识。为了分析EPC电磁兼容性，需要对以下问题进行研究:①EM C测试技术;逗无源器件和印刷电路板寄生参数的提取和数值建模;③开关电源EMI的机理和建模;柳干关电源EMI抑制技术;廖I}刷线路板布线的EMC设计;遏沥一蔽与滤波技术。