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高功率微波作用下的计算机系统失效机理研究

姜治北  
【摘要】: 由于高功率微波及其加固技术对于国家安全的重要意义,所以非常有必要对高功率微波的效应进行深入的研究。高功率微波对电子系统有很强的破坏作用,而计算机作为电子系统的核心,半导体器件又是计算机系统的基石,因此,对计算机及组成计算机系统的半导体器件的高功率微波效应进行研究,其重要性不言而喻。 我们在研究计算机系统以及半导体器件的高功率微波效应时,着力于实验和理论这两个方面,实验手段作为理论的基础和依托。把实验与理论研究结合起来,这对于计算机在高功率微波作用下的失效效应的研究是必不可少的。本文的主要工作在以下几方面。 首先,以计算机为实验对象,建立高功率微波实验系统,测定计算机在高功率微波作用下的干扰、失效阈值,获得HPM参数与计算机失效阈值的关系。实验发现,高功率微波的场强、脉宽等参数对计算机失效阈值的影响很大,场强、脉宽越大,则计算机的失效阈值越小。 其次,对高功率微波的作用机理做了详细的论述,系统分析了典型半导体器件的失效机理,同时,并讨论了结型半导体、MOS等器件的毁伤机制。HPM的作用可以通过热效应和电效应两种方式表现出来,半导体器件的毁伤过程中,热效应起主要作用。对于结型半导体、MOS等器件,主要的毁伤机理是二次击穿效应。再次,计算、讨论并分析了高功率微波孔洞耦合,以及GTEM小室内的电磁场分布。为确定高功率微波腔体耦合效果,文中的计算从Maxwell方程组和电子流体方程组出发,研究了高功率微波与腔体非线性耦合的过程。GTEM小室是专门用于提供微波测试环境的,由于GTEM室的特殊设计,其内部的电磁场可以近似为平面场,这为计算GTEM小室内的电磁场分布提供了很大方便。 最后,对HPM作用下的矩形腔体内电磁场进行了模拟仿真,获得了模拟仿真数据。当然,为了使文章更系统、丰富,必不可少的,在本文中也涉及到了有关


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