近年来,在日益严峻的复杂电磁环境的威胁下,以无线通信电子设备为代表的接收机射频前端的低噪声放大器,混频器及其他数字控制电路的电磁敏感度变得更高,更容易受到电磁脉冲的干扰及损伤。通常,在通信设备的天线和接收模块之间会增加一个限幅防护部件,如PIN限幅器以保护接收机敏感器件不被强电磁脉冲损坏。考虑到射频前端的PIN限幅器同样也受到强电磁脉冲的威胁,本论文从射频前端强电磁脉冲防护的角度出发,研究了PIN限幅防护模块在高功率微波强电磁脉冲环境下的限幅特性及损伤机制,对于提高和优化射频前端强电磁脉冲防护技术有重要的意义。本论文首先分析了强电磁脉冲的前门耦合对于射频前端敏感器件电路及器件的损伤效应,提出射频前端加装PIN限幅器的防护思路。进而通过对PIN二极管器件原理的分析并结合PIN二极管的数值模型建立方法的研究,建立了PIN二极管的数值物理模型,利用此模型分析了无源PIN单级限幅器和多级PIN限幅器在不同强电磁脉冲参数下的尖峰泄露和限幅特性;并通过对强电磁脉冲下PIN二极管的结温温升的分析探究了PIN二极管在高功率微波脉冲下的热损伤特性与脉冲宽度的关系,对于限幅器的设计二极管的选型和校核提供理论依据。最后采用微波混合集成电路的设计方法,利用半导体数值模型和先进微波电路设计软件相结合的设计方法对无源双级微波PIN限幅器的结构进行仿真设计,并搭建HPM注入效应试验系统对所设计限幅器的限幅性能进行了部分测试验证。通过对PIN限幅器在高功率微波脉冲下的响应特性仿真分析,论文研究得出上升沿较陡的HPM脉冲以及较高功率的HPM脉冲功率会产生较大功率尖峰泄露,同时尖峰泄漏脉宽也随之增大的结论,同时也验证了双级限幅器的限幅隔离度要优于单级限幅器的结论。通过对PIN二极管的高功率微波脉冲的损伤效应仿真分析,PIN二极管在HPM脉冲作用下的热损伤效应是由于PIN二极管在反向恢复过程中所产生的周期性热能存储造成的热损伤,且输入脉冲功率和脉冲宽度是影响二极管温升的主要因素。对于I层薄的PIN二极管结温温升上升的更快,更容易发生温升过高导致的热损伤;而对于双级限幅器,由于限幅器启动后是由前级I层较厚的二极管起主要限幅作用,因此温升相比后级而言要上升的多,也更容易损坏。