随着半导体工艺技术的进步,器件的特征尺寸不断减小,工作频率不断提升,同时电磁环境也日益复杂,这对电子系统和内部器件的抗干扰能力提出了更高的要求。高功率微波作为强电磁脉冲的一种,频带窄,峰值功率高,可通过天线、孔缝等途径耦合进系统对敏感器件造成损伤,因此研究射频接收系统的高功率微波效应有着重要的实际意义。本文研究了PIN二极管器件内部的高功率微波损伤效应,设计了射频前端防护电路并对其防护性能进行仿真验证,最后设计了一款低噪声放大器并探讨了高功率微波作用的瞬态特性。本文的主要研究内容如下:(1)利用Sentaurus-TCAD软件建立了Si基PIN二极管的二维电热模型,对外加高功率微波时PIN限幅器的毁伤过程进行了瞬态仿真,分析了器件内部电场强度、电流密度等物理量随时间的分布情况;然后讨论了高功率微波的频率、幅值对PIN限幅器的损伤影响,并总结了微波参数与烧毁时间之间的规律;最后探讨了限幅器的结构参数对高功率微波损伤的影响情况,结果表明在对限幅器性能影响不大的情况下,降低衬底掺杂浓度和减小并联电感值可有效延长器件的烧毁时间。(2)介绍了PIN限幅器的技术指标和设计方法;建立了PIN二极管的时域等效模型,根据性能指标要求在ADS中设计了一款无源三级对管PIN限幅器,然后验证了PIN限幅器的防护性能,结果表明:防护模块通过三级泄放、逐次降压将电磁脉冲衰减至较低的水平,具有良好的电磁脉冲防护性能;仿真了不同微波参数电磁脉冲下限幅器的输出瞬态响应,总结了脉冲参数与输出响应时间、尖峰泄露以及平顶泄露之间的作用规律;然后设计了一款平行耦合微带线带通滤波器,并对所设计的一体化防护模块进行仿真,结果表明此电磁脉冲防护模块对工作频带内和频带外高功率微波均有良好的防护效果。(3)探讨了低噪声放大器的性能指标和设计步骤,根据性能指标要求,设计了一款低噪声放大器,并运用ADS进行电路性能以及非线性效应仿真;对低噪声放大器注入高功率微波,进行恢复时间和端口响应电压瞬态特性仿真,总结了恢复时间与高功率微波参数之间的规律,结合注入实验得出第一级HEMT器件栅极处容易受到高功率微波的冲击而烧毁,进而导致低噪声放大器电路失效。