作为一种全新概念的相控阵雷达——数字阵列雷达(Digital Array Radar,DAR),工程化应用取得了重大进展。复杂的雷达内部环境中,模拟射频电路与数字电路的矛盾,大功率的发射信号与小功率回波信号的矛盾,造成了数字阵列雷达内部异常复杂的电磁环境,其高功率微波效应尚不明确,极易受到微波脉冲干扰甚至损伤。为了构建面向数字阵列雷达的高功率微波耦合仿真系统,获得高功率微波特性对数字阵列雷达系统作用效果的影响规律,提升数字阵列雷达系统的高功率微波防护能力,本文运用理论指导、仿真分析、实验验证和数学拟合的方法,研究了高功率微波扰乱数字阵列雷达系统工作的特点和规律。建立了基于模块化技术的数字阵列雷达系统行为级强电磁脉冲耦合效应模型。针对性地注入不同带宽、不同频率和不同能量的高功率微波干扰脉冲,模拟真实强电磁环境。通过对从部件到系统的运行状态和仿真数据的分析,揭示数字阵列雷达系统电磁耦合效应的动态传递机理,建立系统电磁效应与高功率微波等强电磁环境特征参数之间的映射关系。论文的主要内容及结论如下:1.本文首先阐述了数字阵列雷达的高功率微波耦合效应研究的背景、意义及国内外发展现状;其次运用理论分析了数字阵列雷达的功能特点和结构特性,以及不同高功率微波脉冲的时频特性。针对数字阵列雷达最易受高功率微波损毁的射频前端,本文从耦合功率水平的角度计算了失效区、干扰区及安全区的变化规律。对于射频前端核心敏感器件PIN限幅器和低噪声放大器的非线性工作状态进型了深入分析,阐明了高功率微波环境下射频器件输出信号的变化特点。最后对脉冲压缩后,高功率微波脉冲的时频特性进行了深入分析。2.采用模块化的设计方法,将数字阵列雷达系统划分为:收发模块、运动目标模块、高功率微波模块、功能模块和系统软件界面六个模块分别进行仿真建模。首先确定了雷达系统发射波形和数字波束形成算法模块。基于前文的分析结果,针对接收链路在强电磁脉冲干扰时的非线性状态,对十六个接收通道的低噪声放大器进行非线性设计,使其符合在高功率微波干扰时的响应特性。运动目标模块实现了可变目标运动状态和多种RCS类型目标切换。基于数字波束形成技术,高功率微波干扰信号可实现不同角度的入射,且功率、脉宽和脉冲重复率可扫描。功能仿真模块完成了脉冲压缩、多普勒处理、动目标检测、恒虚警检测和蒙特卡洛法概率检测的模式选择和功能建模。最后通过MATLAB建立可视化的系统软件界面,实现了多类型参数扫描,并且可以实时地将系统参数与计算结果直观的展示出来。3.实验测试了低噪声放大器的电性能指标和典型参数。通过搭建半实物仿真系统,将采用相同参数的仿真器件和实物器件分别载入系统,通过相同干扰状态下的系统运行状态进行对比分析,验证仿真系统的可靠性和稳定性。其次针对射频接收模块,进行了强电磁脉冲对低噪声放大器的等效注入实验。探究低噪声放大器的小信号增益回复时间特性。4.利用数字化仿真系统的优势,计算了大量不同干扰环境下,数字阵列雷达系统的运行状态。通过分析仿真数据的规律,利用回归模型进行非线性拟合,构建了高功率微波脉冲重复率和脉宽等参数与系统对目标检测概率的数学模型。数字阵列雷达仿真系统可以较好的预测以雷达受强电磁脉冲干扰时的工走状态,可以在系统级对雷达抗干扰提供仿真参考。