發(fā)布時(shí)間：2021-04-16 23:09

　　高功率微波（HPM）中伴隨的強(qiáng)電場會導(dǎo)致傳輸線結(jié)構(gòu)中的物質(zhì)被電離形成等離子體,等離子體頻率會隨著等離子體密度增加而升高,當(dāng)該等離子體頻率高于被傳輸?shù)奈⒉l率時(shí),微波傳輸會由于等離子體的吸收和反射而截止,該現(xiàn)象被稱為微波擊穿。因而,依靠單個(gè)HPM系統(tǒng)很難獲得大于GW量級的脈沖微波輸出。利用多波導(dǎo)通道將多個(gè)HPM脈沖輸出合成,以形成更高功率的HPM是解決此問題的有效方案,近年來受到極大關(guān)注。常規(guī)微波系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的波導(dǎo)濾波器、雙工器和合成器等多路耦合輸出器件一般都工作在基模,功率容量較低。簡單的增大波導(dǎo)尺寸提高功率容量,會導(dǎo)致高次模式的激發(fā)和耦合,嚴(yán)重降低系統(tǒng)效率,并且多模疊加引起的強(qiáng)場擊穿會嚴(yán)重限制波導(dǎo)器件的功率容量。目前,HPM合成器的功率容量較低,并且GW級組合脈沖的功率容量問題沒有相關(guān)研究。因此,研究GW級HPM的合成方法,實(shí)現(xiàn)更高的輸出功率,具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文首先基于過模波導(dǎo)濾波與模式控制理論,利用過模圓波導(dǎo)具有功率容量較高的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種新型的過模圓波導(dǎo)合成器;其次,在研究了 ns級脈沖強(qiáng)場下波導(dǎo)的擊穿機(jī)理的基礎(chǔ)上,分析了過模圓波導(dǎo)合成器在時(shí)間間隔為ns～μs的... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＨＰＭ的應(yīng)用領(lǐng)域??在定向能應(yīng)用方面，ＨＰＭ通過高增益天線照射目標(biāo)，擊穿關(guān)鍵電子器件，??

１．１．２?ＨＰＭ源及輸出系統(tǒng)??典型的ＨＰＭ系統(tǒng)由初級電源、脈沖功率系統(tǒng)、微波源、模式轉(zhuǎn)換鏈路和天??線組成。圖１．２給出了基于Ｔｅｓｌａ變壓器和脈沖形成線的ＳＩＮＵＳ－７脈沖功率系統(tǒng)、??相對論返波管（Ｒｅｌａｔｉｖｉｓｔｉｃ?Ｂａｃｋｗａｒｄ?Ｗａｖｅ?Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，?ＲＢＷＯ）微波源、模式轉(zhuǎn)換與??喇叭天線的ＨＰＭ實(shí)驗(yàn)裝置。??圖１．２基于Ｓ＿Ｓ＞７系統(tǒng)的ＨＰＭ產(chǎn)生輻射裝置??ＨＰＭ產(chǎn)生機(jī)理為：電源進(jìn)行初級儲能后，給脈沖功率系統(tǒng)充電，經(jīng)過脈沖??功率系統(tǒng)壓縮后，產(chǎn)生幾十至幾百ｎｓ、可達(dá)數(shù)ＭＶ、數(shù)百ｋＡ的直流電脈沖，驅(qū)??動陰極產(chǎn)生電子束，在微波源的波束互作用結(jié)構(gòu)中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，把電子束的動??能轉(zhuǎn)換為高功率的微波輻射。有別于傳統(tǒng)微波系統(tǒng)，ＨＰＭ源是依賴于脈沖功率??驅(qū)動源和強(qiáng)流電子束的相對論電真空器件。??一般的，ＨＰＭ源是基于真空電子學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，按照波束作用不同??機(jī)制可以分為空間電荷波器件、快波器件和慢波器件；按照有無種子信號注入，??可分為放大器和振蕩器。其中

１．１．２?ＨＰＭ源及輸出系統(tǒng)??典型的ＨＰＭ系統(tǒng)由初級電源、脈沖功率系統(tǒng)、微波源、模式轉(zhuǎn)換鏈路和天??線組成。圖１．２給出了基于Ｔｅｓｌａ變壓器和脈沖形成線的ＳＩＮＵＳ－７脈沖功率系統(tǒng)、??相對論返波管（Ｒｅｌａｔｉｖｉｓｔｉｃ?Ｂａｃｋｗａｒｄ?Ｗａｖｅ?Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，?ＲＢＷＯ）微波源、模式轉(zhuǎn)換與??喇叭天線的ＨＰＭ實(shí)驗(yàn)裝置。??圖１．２基于Ｓ＿Ｓ＞７系統(tǒng)的ＨＰＭ產(chǎn)生輻射裝置??ＨＰＭ產(chǎn)生機(jī)理為：電源進(jìn)行初級儲能后，給脈沖功率系統(tǒng)充電，經(jīng)過脈沖??功率系統(tǒng)壓縮后，產(chǎn)生幾十至幾百ｎｓ、可達(dá)數(shù)ＭＶ、數(shù)百ｋＡ的直流電脈沖，驅(qū)??動陰極產(chǎn)生電子束，在微波源的波束互作用結(jié)構(gòu)中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，把電子束的動??能轉(zhuǎn)換為高功率的微波輻射。有別于傳統(tǒng)微波系統(tǒng)，ＨＰＭ源是依賴于脈沖功率??驅(qū)動源和強(qiáng)流電子束的相對論電真空器件。??一般的，ＨＰＭ源是基于真空電子學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，按照波束作用不同??機(jī)制可以分為空間電荷波器件、快波器件和慢波器件；按照有無種子信號注入，??可分為放大器和振蕩器。其中


本文編號：3142338