高功率微波系统

高功率微波系统（精选7篇）

高功率微波系统 篇1

该设备在实验中检测数据达到入射功率258千瓦, 反射功率330瓦, 是世界上唯一能稳定实现检测这一频率且功能最齐备的微波测试系统。

稳态高功率微波测试系统是开展托卡马克核聚变试验装置中低杂波电流驱动实验研究的必要平台, 在国际上只被美、俄、日以及欧洲等发达国家的制造商和少数研究机构所拥有, 且其相关技术均保密。中国科学院等离子体所依靠自主创新成功研制出该系统, 使得我国稳态高功率微波测试系统的研制及测试达到国际先进水平。同时, 该系统作为国际高功率微波器件测试的平台, 为等离子体所进一步广泛深入地参与国际合作奠定了坚实基础。实验成功后, 德国先进铁氧体科技公司的专家当场表达了进一步与等离子体所开展合作的意愿。

实验结果表明, 该套稳态高功率微波测试系统, 其测试功能比国外的同类系统更加先进, 它不仅可以测试速调管, 还可以测试各种驻波情况下的高功率微波器件, 而国外同类系统只能测试处于匹配条件下的微波器件。参与测试实验的美、德专家组成员对该测试系统给予了高度评价。

高功率微波系统 篇2

关键词：嵌入式控制系统,WindowsCE,ModBus通信,大功率微波设备

微波作为一种节能环保的新能源形式,近年来在国内外得到了迅猛发展,并且在陶瓷烧结、环保、脱硫等方面有了很多成功的实例[1]。微波加热技术是工业控制中的一种特殊应用,如何对其控制直接影响微波加热设备的应用前景。而微波加热设备,尤其是大功率微波加热系统,其繁杂的操作程序为其稳定运行带来很多不确定因素,因此亟需设计安全、智能的控制系统[2]。现阶段国内外大功率工业微波加热系统存在系统功能过于单一、控制精度不够等问题。针对这些问题,本文提出了一种基于Windows CE的大功率微波嵌入式控制系统。

1 方案论证

目前国内外大多数微波设备采用的控制方式为触摸屏+PLC控制系统。此系统用在实验炉上时,虽运行相对稳定可靠,但具有一定的局限性:系统功能不丰富,控制精度不高,采样频率偏低,系统接口不够开放,界面元素有限。

1.1 提出的方案

由于触摸屏+PLC控制系统的诸多局限性,本文提出了另外一种解决方案,即基于Windows CE的大功率微波嵌入式控制系统。该系统分为两部分:嵌入式主控系统板(以下简称EPC)、开发板和触摸屏(人机界面接口板,以下简称HMI板)。其中EPC作为下位机,主要进行数据采集并在上位机的指令下控制外部设备;HMI板作为上位机,运行基于Windows CE的监控程序,并分析处理EPC发送的各种数据;基于Windows CE的监控程序,提供了报警、控温等多种功能,实现系统的精确控制;触摸屏用于实时显示对用户有用的各种信息,如温度、功率比例和系统运行状态等,同时使用户可以方便地对系统进行操作,是用户和系统进行交互的中介。

该方案具有以下优势:(1)稳定可靠地传送数据;(2准确采集丰富的数据信息,便于后续的数据信息处理;(3)界面友好、操作简单,能有效地实现远程监控,功能相对丰富齐全;(4)编程灵活性提高,便于继承已有的基于Windows的开发经验,能够有效降低开发成本。

1.2 主要硬件和软件的选择

选择应用广泛的S3C2440开发板,其优势在于:开发资料丰富、全面,扩展功能好,性能稳定;选择Windows CE操作系统,其能与桌面Windows系统有效通信,便于用户的使用,且性能稳定可靠;选择EVC(Embedded Visual C++)作为应用程序开发平台[3],其集成IDE环境可以使用户快速开发控制台、MFC等多种Windows CE应用程序,执行效率较高,而且能较大程度节省资源。

2 系统设计

采用基于Windows CE的大功率微波设备嵌入式控制系统,其基本设计思路是:EPC处理器将不断变化的高电压、电流、温度和功率等模拟信号经过模拟-数字转换处理后,通过RS232串口提交到HMI板,HMI板将获取的数据在触摸屏上实时显示,并将这些数据分析处理后,将控制信号通过RS232串口发送到EPC。HMI板把获取的数据实时显示在触摸屏上,进行分析处理后,通过RS232串口发送到EPC。EPC处理器接收到控制信号,经过计算后将该信号通过数字-模拟转换处理,用模拟信号来控制灯丝电流和磁场线圈电压等。HMI板和EPC之间的通信通过ModBus协议实现。系统原理图如图1所示。

2.1 硬件设计

HMI板是系统核心,实现对系统的监控。EPC主要进行数据采集并在HMI板的指令下进行操作,如实现对烟道风机、微波搅拌器等外部设备的控制,将采集的数据发送到HMI板进行处理等。系统进入工作状态后,HMI板打开RS232串口,以取得与EPC的通信。若打开失败,HMI板发出报警信息并对串口进行检测;若打开成功,根据HMI板和EPC通信过程中设定的协议(此处是ModBus协议),HMI板通过串口向EPC发送指令。EPC接收指令后,将其转换为可以识别的命令,进行相应的操作,然后将操作结果通过串口反馈给HMI板,同时EPC不断检测设备的状态信息。若出现异常,则通过串口将该信息发送到HMI板,HMI板同样将该信息转换为其可以识别的命令,发出报警。HMI板和EPC之间的通信交互以及命令格式的转换等通过ModBus协议实现。

ADUC841是主处理芯片(如图2),它集成了模数转换功能,其高速、高精度的ADC、DAC功能,以及在系统可调试、可下载的特点,特别适合在各种测控系统和仪器仪表中使用,是目前最容易掌握、开发和应用的单片机之一。

图3为前向通道的信号处理部分。模拟信号自左边进入后,经过第一个运算放大器进行信号隔离,然后在第二个运算放大器处进行一定比例的放大,在进入主芯片A-DUC841进行模-数转换前,设置起保护作用的BAT54SLT1,避免运放损坏时导致单片机的ADC通道损坏。

电路设计过程中,要尽可能提高抗干扰能力,以图4电源部分为例,采用了LM2576系列的稳压器,它能提供降压开关稳压器的各种功能,与其他系列的稳压器相比,具有优异的线性和负载调整能力,并且成本低廉。

2.2 软件设计

Windows CE操作系统定制时主要添加了桌面精简及监控程序自启动的功能。

通过对系统功能的需求分析,监控程序应实现如下功能:

(1)控制系统的启动、停止和复位;(2)模糊PID系统校正状态修正;(3)参数的读和写,主要是温度的读取和设置、控制周期和功率比例的设置;(4)报警,包括通信、阳极电流、炉门、冷却水流量、磁控管温度等的报警;(5)工作模式的选择和切换,工作模式有3种:手动模式、自动模式、恒温模式;(6)温度节点和温度区间的设置,折点的插入、删除以及曲线的加载保存;(7)设定的温度曲线图和实时温度曲线图的显示;(8)对微波搅拌器和烟道风机的控制,主要体现在工作模式和启停温度上;(9)运行记录的显示与存储,显示和存储温度、控制周期等参数的变化;(10)事件记录的显示,记录系统的启停时间和一些异常情况,便于系统的维护;(11)HMI板、EPC之间的串口通信。

根据以上功能,将该监控程序分为6个模块,每个模块实现一个或数个功能。Basic,实现功能(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(11);Graph实现功能(7);CurveSetting实现功能(6);Options实现功能(8);RunLog实现功能(9);EventsLog实现功能(10)。程序流程图如图5所示。

3 系统实现与应用

本系统在应用过程中运行稳定可靠,不仅实现了串口通信、实时温度曲线显示、微波源控制等各种功能,而且提高了温度的控制精度(达到±1℃),且界面友好,操作简单。

但在使用过程中也遇到了一些问题,主要集中在内存溢出问题上。由于Windows CE系统没有虚拟内存机制,动态内存分配导致大量的内存碎片,系统运行十几小时后便内存耗尽。解决方法是采用静态内存分配,然后系统再次运行,内存溢出问题便得到了有效的解决。

系统应用在微波马弗炉中,以氧化锆高级瓷牙烧结为例,马弗炉烧结温度约为1 530℃,升温时间60 min,保温时间15 min,整个烧结周期为125 min,相比于传统的微波烧结方式,烧结温度降低了100℃,周期缩短了2/3,而瓷牙的品质得到提高。

在高温微波烧结设备中采用该控制系统后,使得设备具备了丰富的功能,同时由于该系统性能稳定,控制精确以及操作方便,深受国内外用户的好评。在此控制系统基础上,正在研究增加CAN/RS232接口转换[4]和Ethernet RS232接口转换功能,有待系统的进一步升级应用。

参考文献

[1]贾国光,杨正新,曾锃,等.基于嵌入式双向通信的大功率波源线性智能控制系统[J].机电一体化,2007,13(6):40-43.

[2]汪建宇,罗祥远.微波加热自动控制系统[J].微计算机信息,2003,19(10):16-17.

[3]张冬泉,谭南林.Windows CE实用开发技术.北京:电子工业出版社,2006.

高功率微波系统 篇3

1 微波前门注入受损研究

实践中可以看到, 高功率微波对前门注入损伤效应研究时, 需进行理论建模分析研究, 并且与实验有机地结合起来, 对高功率微波损伤效应抠门小系统的评估和研究。

高功率微波前门注入实验平台由微波源、功率放大器、隔离器、定向耦合器、环形器、待测设备、测试设备以及连接电缆组成, 如图1所示。

(1) 实验仪器连接, 前门注入平台搭建操作; (2) 测试实验样品小信号, 然后获得小信号参数特性、噪声以及两级漏极实际工作时的电压值, 并在此基础上建立和完善小信号样品参考数据库; (3) 优化设置智能控制软件平, 主要包括注入信号起始电平、漏极电参考数值以及门限电压值等; (4) 采用15 min的脉冲功率对低噪声放大器进行持续注入, 并且利用软件监测两级漏极电压, 并且对低噪声放大器的实际输出功率值进行详细记录; (5) 如果软件到达预设门限, 那么功率输出就会自动关闭, 将低噪声放大器拆下来;在此过程中, 还要应用噪声分析设备、矢量网络分析设备等, 对低噪声放大器增益和噪声系数进行测量, 并且以此来判定放大器损伤与否。如果未达到预设门限, 而常温条件下掉电放置后再测量噪声和增益, 此时观测设备恢复与否;适当提升功率值, 注入下一组功率; (6) 拆卸设备, 整理数据。整个实验过程中, 应当注意以下事项:由于实验过程中所选择的样品个体之间有所区别, 因此在退化实验初始阶段, 建议尽可能的将触发门限设低一些, 这样可以更准确的捕获噪声退化阈值。

2 前门通道 (接收机) 抗损实验

高功率微波而言, 其能量耦合注入到通信设施时, 载荷系统中的主要途径可分为两种, 即前门、后门通道。当高功率微波经前门接收天线到雷达接收机时, 电磁脉冲的实际功率非常的强, 而且可能会对雷达接收机中的相关电子元器件产生影响。实践中, 为防止干扰、损伤, 前门通道需利用电磁加固防范威胁。在前门防护过程中, 除需采取有效的措施来防止高功率损伤外, 还要对系统性能的防护进行全面考虑;一方面要单独从理论上对防护措施进行分析、进行测试工程实验;另一方面还要与整机配套, 有效测试高功率前门注入是否可靠, 并且对高功率信号、环境等因素进行模拟, 使之遭受高功率攻击。在此过程中, 为确保通信系统受HPM压制时, 可以正常建立通信链路, 建议设计抗HPM双通道限幅接收模块;通过前门PIN二极管限幅器防护设计, 与微带双工器有效地结合起来, 设计一个插损低、尺寸小以及高隔离度和限幅功能强的双工器。通过仿真、测试发现, 双通道限幅接收模块抵抗HPM压制、确保通信链路建立的效果非常显著。实际操作过程中, 为进一步对前门抗高功率微波损伤措施研究, 了解设备指标是否受到了影响、程度如何, 还要对接收机前门通道抗损伤进行实验, 以此来保证所采取防护措施是否可靠。基于这些因素考虑, 可以设计一个功分比能够达到正无穷的功分器, 并且不等分操作非常的便捷, 因具有接地电阻而适用于高功率应用;对功分器电磁仿真操作以后, 要对实物进行加工测试, 测试结果与仿真效果之间相吻合。

3 无源电路

实践中可以看到, 虽然传统的功分器功率容量比较大, 而且可以有效应用在高功率, 但是对于不等分设计而言, 需高阻抗线才能实现, 这在一定程度上限制了加工、高功率的实际应用。因此, 笔者认为在传统的功分器基础上, 可以有效应用新型的片状传输结构, 对高功率微带功分器的宽带化进行优化设计;因片状传输结构与普通微带线电场分布情况存在着一定的区别, 所以可以采用弯曲传输路径形式来实现功分器设计的小型。在该种结构基础上, 功分器自身的优势体现在无需高阻抗线就能进行准确的不等分功分比;无需考虑高阻抗线功率容量, 并且在一定程度上还可以确保改进之后的系统能够有效地应用在高功率之中。通过电磁仿真、实物测试可知, 功分器宽带比原来增加了大约30%, 而且尺寸也因此而减小了大约一半, 从而有效地实现了不等分功分比之目的。

4 结语

总而言之, 高功率微波技术及其效应的研究, 与工程建设尤其是高科技工程项目建设之间存在着密切的联系, 因高功率微波电力、电磁以及电热效应之间互相交错, 所以传统的简单数值模拟难以说明实际情况。本文主要从实验方面, 对射频电路抗高功率微波技术问题进行了分析, 而且将试验、数值模拟之间有机地结合在一起, 将成为未来的主流研究方向。

摘要：随着社会经济的快速发展和科学技术水平的不断提升, 射频电路抗高功率微波成为现代高科技领域中的重要技术手段。本文主要对高功率微波前门注入损伤、接收机前门通道抗毁伤等方面的问题进行分析, 并在此基础上就无源电路高功率应用, 谈一下自己的观点和认识, 以供参考。

关键词：射频电路,高功率微波技术,研究

参考文献

[1]吴刚, 张新刚, 刘波.有孔矩形金属腔体屏蔽效能的估算[J].强激光与粒子束, 2011 (3) .

加固计算机的高功率微波防护 篇4

高功率微波武器是将强大的微波汇聚在窄波束内,可用于攻击军事卫星、洲际弹道导弹、巡航导弹、飞机、舰艇、坦克、指控系统以及空中、地(海)面上的雷达、通信和计算机设备,尤其是指挥通信枢纽、作战联络网等重要的信息战节点和部位,使目标电子系统内的关键电子元器件暂时扰乱或永久失效。武器系统越来越依赖于电子设备及其所处的电磁环境,而作为武器核心的计算机系统抗高能微波的能力非常薄弱。如不加防护,则不堪一击。因此,研究高能微波环境下计算机系统的生存能力,进而探索计算机系统抗高能微波加固措施对未来战争中复杂的电磁环境下掌握战场主动权有着十分重要的意义。在研究高功率微波破坏机理的基础上,从电源滤波器设计、抗高功率微波主板设计和信号接口防护方面介绍了加固计算机的高功率微波防护措施。

1 国内研究现状

为了跟踪国际上新军事变革的发展趋势,从20世纪90年代初开始,涉足定向能武器研究领域,对于高功率微波弹等非核“新概念武器”的研究投入了较大人力、物力并取得了长足发展。

但是,目前国内对现有加固计算机系统的高功率微波敏感度和易受攻击部位缺乏全面了解,相应防护部件的研究也仅处于起步阶段。大多数高新武器装备无抗毁能力要求,一些引进的武器系统,在仿制时去掉了防护功能,对作为武器核心的计算机系统特别是加固计算机的定向能武器防护研究仍未展开,需求部门未提指标,设计、生产、验收无考核试验标准,试验条件还不健全。系统级相应防护部件的研究也仅处于起步阶段。

2 HPM破坏机理

高功率微波(HPM)是一种波长在1 mm～1 m的高频电磁波。微波波束可用特殊的高增益天线聚成方向性极强、能量极高的窄波束,在空中以光速沿直线传播。微波武器可在远距离上对光电设备进行干扰,在近距离上杀伤有生力量,引爆各种弹药或直接摧毁目标[1]。HPM 源的基本组成如图1所示。

HPM是一种具备软、硬多种杀伤效应的定向能武器。其性能特点包括:

① 覆盖频谱范围宽,既可作为窄带高功率微波定向能武器,又可作为宽带高功率微波定向能武器;

② 发射波束宽、功率大,能用高强度的辐射场覆盖被攻击的目标,可同时杀伤多个目标;

③ 具有全天候作战的能力;

④ 瞄准精度要求不高;

⑤ 无需对敌方系统准确了解,通过损坏或毁坏电子电路、部件和子系统给敌方产生持续的影响;即使敌方系统关闭,HPMW 也可以造成影响和毁坏;

⑥ 微波效应完全看不见(仅使电路控制系统失效、中损坏),微波源也可做得很小,便于隐蔽使用;

⑦ 要防卫HPMW的攻击,敌方必须加固整个系统,而不是单个部件或电路。

高功率微波脉冲对系统及器件的破坏机制主要有以下几种:

① 高压击穿。电磁能接收后转化成高电压或大电流,由此引起结点、部件或回路间击穿。

② 器件烧毁。包括半导体器件的结烧蚀、连线熔断等。

③ 微波加温。微波可使金属、含水介质加温,使器件不能正常工作。

④ 电涌冲击。脉冲高电压、大电流进入系统、设备,电路像电涌一样烧毁器件、电路。

⑤ 瞬间干扰。当进入的功率较低,导致电路出现干扰,不能正常工作。

高功率微波脉冲对电子及电气设备的破坏过程可以分为渗透、传输和破坏3个阶段。

高功率微波能量能够通过“前门耦合”和“后门耦合”进入电子系统。前门耦合是指能量通过天线进入包含有发射机或者接收机的系统;后门耦合是指能量通过机壳的缝隙或者小孔泄漏到系统中[2]。高功率微波能量的耦合类型主要有3种形式:① 电感应式,即由金属导体长度方向的电场分量感应的电流;② 磁感应式,即由导体构成的环平面垂直的磁场成分感应的电流;③ 电阻耦合,即当导体进入电离了的空气、盐水、大地之类的导电性质的媒质时产生的。当导体的最大尺寸与辐射波长可以相比拟时,此时耦合的效率最高。

然而就高功率微波能量的耦合途径而言,主要有5种:① 天线耦合;② 传输电缆耦合;③ 孔洞或缝隙耦合;④ 电源线耦合;⑤ 回路电磁场耦合。

不同功率密度HPM对电子系统的破坏效应见表 1所示。

3 HPM防护措施

对于加固计算机而言,HPM(含UWB超宽带)防护的重点在于抑制后门耦合。① 整机必须做到完备的电磁屏蔽,这样HPM将无法以辐照的方式直接作用到计算机内对HPM敏感的半导体器件上;② 对计算机与外界连接的各个电端口进行有效的滤波和限幅,使耦合到电缆上的HPM能量在完全进入计算机内前衰减到一个较低的程度;③ 对计算机内部的电路板进行抗电磁干扰设计,使计算机不受干扰的影响。具体解决途径主要包括:电源滤波器的设计、抗高功率微波主板的设计、信号接口的防护以及机箱的屏蔽加固。

3.1 超宽带电源滤波器的研制

HPM和UWB作用在自由空间线缆上可感应出几百V甚至于数十kV的脉冲电压[3]。电源输入端的防护对于加固计算机而言是一个切实需要解决的问题。传统加固计算机的电源滤波设计仅针对GJB151A中的要求进行,时域上响应速度过慢,频域上则仅有数十兆的阻带范围。超宽带电源滤波器的设计思想是:在允用体积和重量范围内,通过使用不同材料、根据不同原理,制备不同频段的滤波器级联来达到尽可能覆盖各频段的目的。抗HPM滤波器设计分为3级:第1级,同轴线微波滤波器;第2级,浪涌及EFT保护级,采取能量吸收方式;第3级,普通军用交、直流滤波器。含有差模电感和共模电感的多级滤波器用过负载能力强的差模电感,改善滤波器低端的插入损耗;在滤波器的各级之间选用高压大电流穿芯电容,使输入、输出端之间的电磁耦合降到最小。

3.2 抗高功率微波主板的设计

计算机的电气功能部件大都集中在主板上,设备的电磁兼容性能力也主要取决于主板对外电磁辐射和抗电磁干扰能力。由于主板上包含多种核心电路,且电气密度很高,导致主板内、外各种电路存在不同程度的相互之间干扰和电磁辐射,而基本上在主板PCB布线完成时,主板的对外电磁辐射和抗扰特性就已经确定。在元器件选型与布局、主板电路原理设计和主板PCB布线等阶段进行信号完整性设计的基础上,根据实际情况运用阻抗匹配、终端匹配、去耦、接地、滤波和屏蔽等技术,并结合电磁分析软件,建立主板辐射效应模型,进行主板的辐射发射仿真分析,尽可能的减小主板电磁辐射,提高主板抗干扰能力。

在主板设计时主要通过以下手段实现设备的电磁兼容:

① 主板布局时,对地层进行合理分配,避免层与层之间的干扰,降低地层的电压纹波,同时减小高频元器件的回路面积;

② 封装的形式会影响元器件的辐射特性,封装工艺好的元器件能够有效地避免噪声辐射,因此在主板设计时需要选择封装屏蔽好的元器件;

③ 主板布线时,应对高频器件走线加入屏蔽层处理,避免天线噪声辐射,抑制共模信号干扰;

④ 部分接口信号采用光耦隔离,避免电磁干扰经导线耦合出去,对于没有进行隔离处理的输出接口加载磁环进行屏蔽,防止天线效应;

⑤ 放置元器件时,避免将辐射较强的元器件与易受干扰的元器件相邻放置,同时对有较大辐射的元器件进行屏蔽隔离处理。

⑥ 对外接口信号的处理:在满足阻抗要求的前提下,微带线采用宽线设计,同时减少表层及底层的介质层厚[4]。

3.3 信号接口的保护

对外接口信号的光纤传输是一种应对外部电磁干扰效果极佳且彻底的防护手段。将计算机常用的对外通信接口VGA、USB、网口、串口和PS/2等全部转换为光纤传输,并配合相应的光接口外设,构建全光通信的局域计算机系统,这是加固计算机解决设备通信与HPM防护之间矛盾的重要解决途径。信号的电光和光电转换主要涉及以下理论和技术:编码转换理论、加扰技术、并串转换技术、电平转换技术和信号驱动和均衡技术。编码转换的作用是通过实现4B/5B、8B/10B等编码转换,消除弱码,有助于直流平衡;加扰技术使能量谱均匀分布、避免在某一频段出现能量峰值,减少铜介质传输的电磁辐射;并串转换技术把并行码字转换为高速串行码流;电平转换实现不同逻辑接口的匹配;信号驱动则对传输信号的能量进行放大,并根据物理介质的要求进行码型调整;均衡技术是对信道损失进行补偿并滤除噪声[5]。

3.4 设备机箱的屏蔽加固

屏蔽是抑制电磁波的有效手段,设备机箱采用具有高电导率、高磁导率材料制成连续屏蔽体,做到完备的屏蔽,避免出现孔缝泄漏和机体搭接不良的情况,这是防止HPM穿透的有效方法。整机屏蔽主要是通过金属机箱材料选择、机箱密封结构设计、缝隙孔洞处理、线缆互连设计和加工工艺等途径解决[6]。对于通风管道、对外接口等必须的缝隙孔洞主要是采用金属网、镀金属薄膜、夹金属网玻璃或波导结构以及旁路电容进行防护。

4 试验情况

微波辐照实验系统组成如图2所示。图2中的效应物为抗高功率微波加固后的加固计算机;效应物所处位置的微波场强/功率密度在试验前由微波接收天线、微波电缆、衰减器、检波器和示波器组成的功率测量系统标定;试验时接收天线放在效应物附近,功率测量系统监测微波源是否正常输出。试验中将记录不同微波参数条件下的计算机的效应现象。

分别以L波段(1.31 GHz)、S波段(2.1 GHz)、C波段(5.308 GHz)及UWB源对加固计算机进行效应测试。试验结果表明,加固计算机可承受102 W/cm2量级的窄带波段连续波脉冲,可承受的UWB辐照场强值达到92 kV/m。图3为UWB辐照试验现场照片。

5 结束语

在信息战条件下,军事电子装备如果没有对HPM武器防护的能力和措施,会带来极严重的后果。提出的计算机高功率微波防护措施经试验证明能有效地抵御高功率微波的攻击,这为武器系统的防护提供了有力的保障。

摘要：高功率微波武器(HPMW)由于波束宽,作用距离远,破坏性强,无需精密跟踪瞄准,所以HPM防护研究是一个既难又必要的课题。在研究高功率微波的性能特点、破坏过程以及破坏效应的基础上,从电源滤波、主板PCB设计、信号传输以及机箱屏蔽等方面给出了针对于加固计算机高功率微波防护的具体措施,并研制了试验样机。在样机的基础上针对性地进行了高功率微波辐照试验,并给出了样机的试验结果。

关键词：HPM,抗高功率微波主板,电源滤波器,屏蔽

参考文献

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[2]沈文军,刘长海.军用电子设备抗高功率微波技术分析[J].雷达与对抗,2006(1):17-20.

[3]陈海林,陈彬.电磁脉冲作用下自由空间线缆的感应开路电压[J].强激光与粒子束,2006(1):93-96.

[4]鱼群,王亚弟.印制电路板微带线的电磁脉冲实验及防护分析[J].信息工程大学学报,2011(8):432-436.

[5]武斌,夏宇闻.数字视频信号的长线传输[J].电子技术应用,2003(1):62-65.

高功率微波系统 篇5

高功率微波( HPM) 的脉冲峰值功率可以达到100MW以上,频率范围在1GHz ~ 300GHz之间。高功率微波通过天线耦合、传输线耦合、孔缝耦合等方式进入电子设备,对其造成小到工作结点受到干扰,大到元器件烧毁的系统性破坏。在计算机电磁防护设计中,通常采用的措施为控制耦合和降低敏感度,借用滤波、屏蔽的手段衰减入射的HPM场。相比之下,光电转换技术将信号电传输变成光纤传输,从根本上隔绝了由外部电缆耦合进的电磁干扰,能更有效地保护信号及设备。同时在带宽、容量及传输距离上,光纤传输都有着极大的优势。视频信号在计算机系统中及其重要,因此文中针对计算机中最常见的VGA视频信号提出一种光传输方案,以提高其HPM防护能力。

1 VGA光传输系统设计

VGA光传输系统包括光信号发送模块和光信号接收模块,二者通过光纤传输交换数据信号,功能框图如图1 所示。其中光信号发送模块将VGA信号转化为光信号输入光纤信道。光信号接收模块检测光纤信道中的光脉冲,对其进行解调,最终转回VGA信号输入到显示设备中。

1. 1 光信号发送模块设计

光信号发送模块由A/D转换电路,串化编码电路,芯片配置电路和光发射电路组成,其功能框图如图2 所示。A/D转换电路将VGA信号转换成24 位并行数字信号,再通过串化编码成为TMDS信号,光发送电路将TMDS电信号变为光信号送入光纤信道中。

1. 1. 1 A / D转换电路设计

VGA信号包括红( R ) 、绿( G ) 、蓝( B ) 和行( H) 、场( V) 五个信号,R、G、B为模拟信号,H、V为TTL数字信号,行信号的频率在37k Hz ~ 112k Hz之间,场信号频率可取60Hz,75Hz,85Hz。A/D转换电路用于将RGB模拟信号转化为数字信号。本设计采用一款像素为1280 × 1024,场频率为60Hz的工业液晶屏作为显示设备,以液晶屏的信号带宽作为A/D芯片选择的依据,其数值可通过以下计算公式获得:

式中,BW为带宽; HP为水平像素个数; VP为垂直像素个数; RV为场频; KB= TB/ ( 1 - TB) 为单位时间内,行消隐时间占的比例,取1. 4。

计算得BW= 110. 10MHz,最小采样频率应至少为BW的二倍。依据以上数据,采用Analog Device公司的AD9883 芯片实现A/D功能,它将RGB三色模拟信号转换成24 位并行数字信号,量化率为8bit,最大采样频率为300MHz,满足A / D转换需求。A / D转换电路如图3 所示。在RGB模拟信号输入AD9883 之前应进行滤波以保证输入信号的质量,由于模拟信号的带宽范围大,所以采用T型滤波电路。

1. 1. 2 TMDS串化编码电路设计

并行信号不适合光纤传输,因此需要将A/D转换来的24 位并行数字信号转化为差分串行信号即串化处理。文中串行信号采用TMDS格式。TMDS应用了8B /10B编码方式,将原始信号数据转为10位。前8 位数据由原始信号运算后获得,正好与8位像素数据对应,第9 位为变换方式标志位,用来指示运算的方式,第10 位为直流平衡码,用来实现不同逻辑接口之间的匹配。

文中TMDS编码采用德州仪器公司的TFP410 芯片实现。TFP410 内部集成一个TMDS编码模块,三个TMDS差分驱动器实现8B/10B编码; 支持PLL噪声抑制,最高可达到1600 × 1200 /60Hz的分辨率,支持165MHz的像素时钟; 同时TFP410 内部集成去耦电容和50Ω 的匹配电阻。该芯片内部寄存器可通过I2C总线配置,也可以通过外部引脚设置跳线来设置芯片的状态。TFP410 外围电路如图4 所示。

TFP410 主要配置引脚功能如表1 所示。

1. 1. 3 光发送电路设计

光发送电路将TMDS信号调制成光信号送入光纤信道中。光发送电路由光发送组件( TOSA) 和驱动电路组成。其结构功能图5 所示。

放大器、光电检测器件和光源一起封装在TO -46 基壳中构成光发送组件。本设计中选用光源为VCSEL的光发送组件,它具有效率高、寿命长、价格低的特点。VCSEL光源是一个阈值器件,会根据不同的工作电流发出自然光或激光,它的阈值是温度和使用寿命的函数。为保证传输过程中光功率的稳定,需要通过闭环控制调整偏置电流来补偿由温度和老化引起的阈值电流变化。本设计中以Maxim公司的MAX3740A作为光源驱动电路的核心。它能将电功率转化为光功率输出,同时内部集成了自动功率控制电路以保证光输出的稳定。图6 所示为激光驱动电路原理图。

其中需要计算和选择的参数有调制电流控制电阻Rmodset、调制电流温度补偿电阻Rtc、偏置电流设定电阻Rbiasset、和平均光功率设定电阻Rpwrset。根据芯片手册,调制电流Imod用来控制VCSEL的开关变化,其值由Rmodset决定,Imod与Rmodset的具体关系如下式:

查TOSA资料取Imod为10m A; Rout +为OUT + 端内部上拉负载电阻,取典型值80Ω; Rout －为OUT + 外接VCSEL的负载电阻,此处取典型值50Ω; 由此可得Rmodset = 1. 65kΩ。

调制电流会随着温度的变化而变化,MAX3740A提供温度补偿电流来解决这个问题。查TOSA器件手册可知,在- 20℃ ~ 85℃ 环境下,温度补偿系数为- 5000ppm/℃,图7 为MAX3740A芯片手册给出的温度补偿系数与温度补偿电阻关系图,取Rtc = 100kΩ。

电阻Rpwrset决定了监控光二极管的反馈电流大小。本设计中所用TOSA的监控光二极管电流平均值为0. 45m A,由图8 监控二极管电流与Rpwrset关系,可取Rpwrset = 470Ω。偏置电流的最大值由Rbiasset所决定,查芯片手册可知当Rbiasset = 1. 7kΩ时,可以得到最大偏置电流。

1. 2 光信号接收模块设计

光接收模块包括光接收电路、TMDS解码电路和D/A转换电路三个部分。其结构功能图如图9所示。

光接收电路检测光纤信道中的光脉冲,并将其转化成电信号。TMDS解码电路将转化来的电信号解码为24 路并行信号输出。D/A转换电路将24 位并行信号转化为VGA的模拟RGB信号输入到显示设备中。

1. 2. 1 光接收电路设计

光接收电路结构功能框图如图10 所示。

其中光电检测器件,前置放大器和滤波电路共同组成光接收组件( ROSA) 。光电检测器件选用PIN型光电二极管,它工作电压低,适用于近距离的光传输; 前置放大电路将光电流转化为电压输出,它决定了整个光接收模块的灵敏度和带宽; 滤波电路用于保证波形均衡,补偿失真; 限幅放大电路和自动增益控制电路用于提供进一步的信号增益,并通过闭环控制使输出信号在一定范围内不受输入信号变化的影响。限幅放大电路核心芯片选用Maxim公司的MAX3272,单3. 3V供电,最高速率2.5Gbps,可接收宽范围的输入电压并提供带有受控沿速率的稳定电流模式逻辑电压输出。对于MAX3272,TH脚所接电阻决定了门限值。当输入信号低于该门限,且门限时间大于TLOS时,电路将发出LOS信号丢失指示。TLOS的大小由CLOS引脚接地电容CLOS决定,当CLOS= 0. 01μF时,TLOS的典型值为50μs。

1. 2. 2 TMDS解码电路设计

TMDS解码电路将TMDS信号转换成24 位并行的数字信号,本设计中采用德州仪器公司的TFP401A芯片实现,其功能与TFP410 正好相反。TFP401A支持UXGA显示模式,采用四倍频采样技术,内部集成终端匹配电阻消除反射,使用像素时钟交错输出技术抑制地弹噪声。芯片供电为3. 3V,最大功耗4. 3W。TFP401A内部结构功能图如图11所示。

QE( 0 - 23) 为偶像素输出,QO( 0 - 23) 为奇像素输出,ODCK为像素时钟,SCDT为同步检测,HSYNC和HSYNC分别为行、场同步信号。

1. 2. 3 D / A转换电路设计

D / A转换电路将解码出来的24 位并行数字信号转化成VGA的R、G、B模拟信号,本设计中采用ADI公司的ADV7125 实现。 ADV7125 采用3. 3V供电,支持掉电模式,最大功耗277m W。其像素扫描时钟可选50MHz、140MHz、270MHz、330MHz。它内部集成3 个8 位DAC实现DA转换,可以分别处理R、G、B视频数据,数据输入采用标准TTL电平接口。输出电流范围为2. 0m A ~ 26. 5m A,并有输出补偿功能。D/A转换电路原理图如图12 所示。

2 抗高功率微波实验与结果分析

实验将采用了VGA光传输设计的加固计算机置于高功率微波环境中,在微波源直接辐射的情况下,观察其工作状态,测试本设计能够抵抗高功率微波干扰的能力。

2. 1 实验方法

实验环境如图13 所示。

将计算机放置在微波暗室中,通过光纤与外界显示器相连。计算机与微波源距离为R。实验前通过由天线、衰减器、检波器和示波器组成的测试系统标定计算机所处位置的场强。实验时通过天线检测微波源的实际输出。实验采用三种可调微波源:

( 1) L频段微波源: 频率1. 3GHz、最大功率1MW、脉宽为20ns ~ 1 (s、重频为100Hz。

( 2) S频段微波源: 频率2. 15GHz、最大功率900k W、脉宽为20ns ~ 1 (s、重频为100Hz。

( 3) 超宽带微波源: 最大功率100MW、脉宽为1. 5ns、重频可调范围为1Hz ~ 100Hz。

在同一微波源辐射时调整计算机与微波源的距离R分别为1m、2m和4m。记录在不同微波参数和不同距离情况下显示器的工作状况。

2. 2 实验结果及分析

实验过程中如遇显示器黑屏、花屏等显示异常现象则判定视频信号光传输受到高功率微波的干扰。根据实验记录的数据计算采用本设计的加固计算机能够抵抗高功率微波的功率密度。

对于L频段和S频段的高功率微波,其功率密度用以下公式计算:

式中,Pm为测试点功率密度,单位为W/cm2,P为微波源发射功率; G为天线增益( 此处取13d B) ,R表示微波源与计算机的距离。

对于超宽带微波源辐射场采用以下计算方法:

其中,U为天线接收到的峰值电压幅度,R为微波源与计算机距离,E是测量点的场强,)是空间波阻抗( 此处取377) ,Pm单位为k V/m。表2 为功率密度计算结果。

在不同距离不同微波源的实验中均未出现显示异常状况。根据GJB151A - 97 的规定1 ~ 40GHz的发射敏感度的最大场强值为200V/m,换算成功率密度为0. 01W/cm2。相对于此标准,文中的VGA光传输系统在L频段、S频段以及超宽带波段内的防护性能都远超过了该指标。因此根据实验数据可以得出结论: 此种VGA信号光传输方法至少可以防护382. 68W/cm2的高功率微波干扰,满足实际的防护需求。

3 结束语

文中针对VGA视频信号提供了一种基于光电转化技术的传输方案,进而达到了抗高功率微波的目的。通过高功率微波实验,验证了该设计具有良好的防护效果,在加固计算机的设计与生产中有良好的应用前景。

参考文献

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[2]王聪敏,张博.高功率微波对电子设备的影响分析[J].航天电子对抗,2007,23(5):26-28.

[3]刘勇波,樊祥,韩涛.高功率微波作用机理及影响条件分析[J].电子对抗技术,2003(3):41-45.

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[5]赖祖武.高功率微波及核电磁脉冲的防护问题[J].微波学报,1995,11(1):1-8.

[6]陶建义,陈越.外军高功率微波武器发展综述[J].中国电子科学研究院学报,2011,4(2):111-116.

[7]曾继来.计算机的高功率微波效应研究[D].长沙:国防科技大学,2007.

[8]刘正尧.基于光传输的先天抗恶劣环境LCD显示器研究[D].北京:电子科学研究院,2010.

[9]王凡.抗高功率微波CPCI计算机的研制[D].北京:电子科学研究院,2011.

某小功率微波脉冲功率计的设计 篇6

关键词：AD8318,对数放大器型检波器,比较器

1 设计方案原理

微波信号经过对数放大器型检波器输出的直流电压信号输入比较器的一输入端, 和比较器的另一输入端电压相比较, 此输入端电压来自CPU内部DAC, 和变化的输入信号比较, 当两者比较接近时, 输出信号为0, 此时可检测输入信号的大小, 同时DAC输出的模拟电压值通过AD缓冲放大在合适范围便于STM32 检测处理, 最终通过串口或USB传输数据。

1.1 微波检波器设计

检波器是微波功率计的重要部件, 其作用是把微波能量转化为低频能量, 以便于进行数字信号处理并简易的功率指示装置显示出功率值。二极管检波器具有低噪声、高灵敏度、快的响应速度和电路结构简单的特点, 因此成为微波功率计系统中主要的功率感测器件。而对数放大器型检波器在某些方面比一般检波二极管具有更好的性能, 本项目所用的AD8318 就是属于此类检波器。

将受测的RF信号施加于AD8318, 我把器件配置为“测量模式”, 即引脚VSET与VOUT相连。在这种方式下, 输出电压与输入信号电平呈线性d B关系 (标称值为-24mv/d B) , 典型输出电压范围为0.5V至2.1V。

1.2 输入耦合设计

大部分的对数放大器都是设计成差分式的, 但是大部分的RF信号是单端的, 以下有几种方式单端转差分INHL和INLO对数放大器的输入管脚。

高频应用中, 单端转差分最好的转换方式, 即巴伦电路, 采用这种方式, 无疑电路的体积和成本都会增加。

常用的RC网络, 为满足输入端阻抗匹配, R通常是50Ω。

如果R放在C1, C2 的内侧, 则INHL和INLO之间的阻抗就是50Ω, 如果终端电阻放在C1, C2 的外侧, INHL和INLO之间的阻抗就是外接设备的阻抗, 所以我选择终端电阻的方式。

1.3 RF检波器传递函数

AD8318 检波灵敏度约为-24mv/d B, 而且在全温范围内, 当输入信号功率为-50d Bm ~ -10d Bm时, 基本线性;在-25 ℃ -40 ℃ 温度范围内, 误差在0.5d B之内, 本项目工作温-10 ℃ ~ 40 ℃, 功率-30d Bm ~ 20d Bm, 前面加个-30d B的衰减器, 即功率范围-60d Bm ~ -10d Bm, 基本在线性区内, 精确度比较高, 接下来是输出电压和功率的关系。

参数Intercept为输入信号功率轴与理想检波曲线延长线的交点, 和为用作校准时的已知输入信号功率, 和为相应的检波输出电压, 为待测的输入信号功率, 为测试时的检波输出电压, 为测试功率误差, 为理想的检波输出电压。

2信号处理

本文的信号电平值捕获主要采用的是电压比较法, 即利用电压比较器独有的特性来实现此功能。电平检测, 微波信号经过对数放大器型检波器输出的直流电压信号输入比较器的一输入端, 和比较器的另一输入端电压相比较, 此输入端电压来自CPU内部DAC, 和变化的输入信号比较, 当两者比较接近时, 输出信号为0, 此时可检测输入信号的大小。

3 USB接口设计

驱动程序将PC的USB口虚拟成COM口以达到扩展的目的, 实际使用只需安装驱动软件, 软件安装完成后, WINDOWS系统自动将USB模块虚拟出对应的COM端口, 实现即插即用为了提高输出接口的兼容性和实时性, 该款功率计既可以通过串口和其他通信设备相连, 又可以把串口数据转化为USB, 直接和PC相连, 上位机界面显示, 人机界面友好。

USB接口芯片选用CP2102, 它内置USB2.0 全速功能控制器、USB收发器、 晶体振荡器、EEPROM及异步串行数据总线 (UART) , 支持调制解调器全功能信号, 无需任何外部的USB器件。CP2102 与其他USB-UART转接电路的工作原理类似, 通过。

4 脉冲式功率计的校准及温度补偿

4.1 对数二极管检波的线性校准

功率线性校准的作用就是使位于不同特性区的检波电压的转换数据, 经过线性数据校准之后, 能够得到与输入功率对应的准确功率表示值。

4.2 对数放大型检波器的频响校准

功率的频响进行校准是功率校准主要部分。频率响应是指同一功率值下不同频率检出不同的直流电平, 在设计中, 以标准功率计做校准, 从50MHz开始, 以1GHz频率为步进, 取得功率计0d Bm时实际的功率值, 把这些值做成校准表, 存入MCU中, 进行功率计算。

4.3 环境温度变化产生的误差

环境温度的变化, 会对微波检波管性能和ADC转换精度产生很大影响, 如果检波管的环境温度发生变化, 就会产生一定的检波误差, 同样环境温度的变化也会对ADC的增益误差产生影响, 对于环境温度变化引起的误差是通过以下方式解决:AD8318 具有温度测量输出引脚, 通过A/D转换后将这些温度信息传送给MCU进行软件的温度补偿, 而且对数放大器本身具有良好的温度补偿能力。

5 软件构架

软件系统流程:程序首先初始化系统, 然后进行时钟配置, IO管脚配置, 串口配置, ADC/DMA配置, DAC配置, 全局变量配置, A/D采样数据结束, A/D采样数据有效, 查表出理, 温度补偿, 串口发送数据, 在回到全局变量配置, 这样一直循环, 把检波器检出的电压值通过串口数据传送出去。

6 总结

本文介绍了一种脉冲式微波功率计的设计, 重点介绍了对数型放大器型检波器的设计及检波信号的处理, 并最终通过USB通信技术传输数据;同时具有系统结构简单、测量误差小、体积小巧等特点, 可以通过上位机软件直接监控微波功率的值及变化。

参考文献

[1]李立功, 年夫顺, 王厚军.现代电子测试技术[M].北京:国防工业出版社, 2008.

[2]高晋占.微弱信号检测[M].北京:清华大学出版社, 2004.

高功率微波系统 篇7

1 材料与方法

1.1 仪器设备 高功率脉冲微波照射装置(军事医学科学院放射与辐射研究所),微波辐射为S波段,平均表面功率为10 mW/cm2;酶标仪(Muhiskan MK3,美国Therlno公司);国产低温冰箱及离心机。

1.2 动物分组及样品处理 SPF级健康雄性ICR小鼠32只,6～8周龄,体重(24.3±4.2)g。动物适应性喂养1周后,按体重随机分为4组(每组8只):正常对照组(HPM 0 min)、微波辐射10 min组(HPM 10 min)、微波辐射20 min组(HPM 20 min)、辐射30 min组(HPM 30 min)。隔3 d照射1次,每次照射时间分别为0、10、20和30 min,共照射4次。末次辐射完毕,立即处死小鼠,取睾丸组织并用冰生理盐水冲洗后制作匀浆。分装后-70 ℃冰箱中保存。

1.3 检测指标 本研究选择超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力、总抗氧化能力(total anti-oxidant capability,T-AOC)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、Na+K+-ATPase活力和Ca2+Mg2+-ATPase活力进行检测,试剂购自南京建成生物工程研究所。按照试剂盒说明书进行指标测定。

1.4 统计学分析 所有实验数据均以undefined表示,采用SAS 9.20软件进行单因素方差分析,用LSMEAN进行两两比较,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 HPM辐射对小鼠睾丸SOD、GSH-Px活力及T-AOC、GSH和MDA含量的影响

HPM辐射后,小鼠睾丸SOD,GSH-Px酶活力及T-AOC、GSH和MDA含量的变化见表1。HPM作用后睾丸SOD酶活力、GSH含量和MDA含量均呈增加趋势,与正常对照组相比:微波辐射后SOD酶活力均明显增加(P<0.01);GSH含量HPM作用20和30 min组明显增加(P<0.01,P<0.05);MDA含量在HPM作用10和30 min组明显增加(P<0.05,P<0.01)。GSH-Px酶活力在HPM作用30 min组明显增加(P<0.05)。HPM作用后T-AOC变化差异无统计学意义。见表1。

注:HPM—高功率微波,SOD—超氧化物歧化酶,GSH-Px—谷胱甘肽过氧化物酶,T-AOC—总抗氧化能力,GSH—谷胱甘肽,MDA—丙二醛。与正常对照组比较,aP<0.05,bP<0.01。酶活力单位是:每小时每mg蛋白消耗的酶含量。

2.2 HPM辐射对小鼠睾丸Na+K+-ATPase和Ca2+Mg2+-ATPase活力的影响

HPM作用后30 min组的Na+K+-ATPase活力与正常对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

注:HPM—高功率微波,ATPase—三磷酸腺苷酶。与正常对照组比较,aP<0.05。酶活力单位是:每小时每mg蛋白消耗的酶含量。

3 讨 论

氧化应激是由于机体受内、外源性刺激作用而产生大量自由基,超出了机体抗氧化体系的清除能力而导致的一种机体应激反应。机体的抗氧化体系包括抗氧化小分子和抗氧化酶,抗氧化小分子主要有GSH、维生素C、维生素E及金属硫蛋白等,抗氧化酶主要有SOD、GSH-Px、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽还原酶(glutathionereductase,GR)等。当机体发生氧化应激时,自由基一方面与SOD、GSH-Px、CAT、GSH等结合,使其消耗下降;另一方面,自由基攻击膜的不饱和脂肪酸,使脂质过氧化物升高,造成组织细胞受损。

大量的流行病调查表明,雄性生殖系统是微波辐射生物效应较为敏感的靶点之一。王水明等[5]研究发现,3～100 mW/cm2的HPM辐射可引起大鼠睾丸生精细胞损伤,主要表现为变性、坏死和脱落,精子减少或(和)缺失等。SOD可以有效地清除超氧化物阴离子,使组织细胞免受自由基的损害,其活力的高低与体内过氧化物含量密切相关,并且该酶是一种诱导酶,在细胞受到过氧化损伤时可通过诱导产生。本研究中,HPM作用后睾丸SOD酶活力增加,这与袁建林等[12]研究结果相矛盾,这可能与2项研究中HPM的频率和作用时间不同有关。MDA是脂质过氧化物的产物,其含量可以反映机体内脂质过氧化水平,反映出机体细胞氧化损伤的程度。袁建林等[12]还观察到,频率2 450 MHz、平均表面功率密度10 mW/cm2的微波可引起小鼠睾丸的MDA含量增加;Esmekaya[13]等观察到900 MHz的调制脉冲微波比吸收率1.2 W/kg照射大鼠3周,可引起大鼠睾丸的MDA含量增加;这些文献均支持本实验的结果,这说明微波辐射引起了睾丸组织氧化应激的损伤。GSH是体内一种重要的抗氧化小分子,可以清除O2-、H2O2等,其含量多少是衡量机体抗氧化能力大小的重要因素。本研究中,HPM作用后GSH含量反而增加,这与我们前期[14]观察到的结果不一致,这可能与2项研究中HPM的作用时间不同有关,对GSH的这种变化还需要进一步观察。

生物体内有多种类型的ATPase,它们需要消耗ATP完成特定的生物学功能。Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase是ATP的重要水解酶。Na+K+-ATPase又称钠泵,在维持细胞的膜电位,保持细胞的可兴奋性中起着重要作用。Ca2+Mg2+-ATPase是细胞膜上的Ca2+泵,可使细胞内Ca2+运输到细胞外,以维持细胞内相对较低的Ca2+浓度。本研究中发现,小鼠在HPM作用30 min后,睾丸的Na+K+-ATPase活力增强,说明在此照射条件下可能会影响睾丸细胞膜电位的稳定。Behari等[17]研究发现,在出生23 d的雄性大鼠脑发育过程中,采用频率147 MHz、表面功率1.47 mW/cm2的调制微波照射大鼠30～35 d,可引起大鼠Na+K+-ATPase活力增加,这也支持本研究的结果。