隨著高功率微波（HPM）技術(shù)的快速發(fā)展,高功率微波源的輸出功率由原先的MW級提升至GW級,現(xiàn)階段常用的高功率微波天線面臨著許多問題亟待解決。特別是,傳統(tǒng)機械式波束掃描難以應(yīng)對瞬息萬變的現(xiàn)代戰(zhàn)場,這對高功率微波天線技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。高功率微波技術(shù)與傳統(tǒng)微波技術(shù)在源的輸出模式與功率、傳輸波導(dǎo)的尺寸與傳輸模式、功分網(wǎng)絡(luò)及移相器等方面存在著明顯差異,若是照搬傳統(tǒng)微波天線的設(shè)計方法,將會遇到功率容量的問題。本文從目前遇到的實際問題出發(fā),對高功率微波陣列天線的若干關(guān)鍵技術(shù)展開研究,旨在解決高功率微波天線在小型化、效率、波束掃描等方面存在的問題。主要內(nèi)容分為以下五個部分:1.高功率微波的平面反射陣天線與緊湊型饋源的研究闡述了平面反射陣天線設(shè)計的基本理論。研究了平面反射陣天線相位補償技術(shù),以及常用單元的設(shè)計方法。由高功率微波饋源的縫隙口徑場分布推導(dǎo)了臨界縫隙寬度,作為提高縫隙功率容量的指導(dǎo)。對緊湊型縫隙陣列的相位分布進行了研究,提出了基于層次分析法的快速優(yōu)化算法用于對緊湊型高功率微波縫隙陣列綜合問題進行分析。2.緊湊型圓口徑高功率微波天線的設(shè)計受到高功率微波徑向線縫隙陣列天線的啟發(fā),采用同軸腔作為緊... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

核彈爆炸引發(fā)的強電磁脈沖假想圖

第一章緒論第一章緒論1.1論文研究的背景與意義從遠古時期通過自然的方式獲得火種，一直到利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生激光或高功率微波（HPM）脈沖，人類利用能量的形式愈加復(fù)雜。自然界普遍存在的雷電是頻譜極寬、能量極大的電磁脈沖。從美國科學(xué)家富蘭克林通過風(fēng)箏研究閃電開始，一直到20世紀(jì)50年代核彈爆炸引發(fā)的強電磁脈沖，這些生產(chǎn)和科研活動的研究主體都是難以控制的高功率電磁波[1]，人類利用能量的手段也越來越成熟。20世紀(jì)70年代，蘇聯(lián)科學(xué)家通過世界上第一支真正意義上的高功率微波源—相對論返波管—產(chǎn)生了10ns、400MW的微波脈沖[2]。至此，高功率微波技術(shù)作為一門學(xué)科的發(fā)展已近半個多世紀(jì)。圖1-1核彈爆炸引發(fā)的強電磁脈沖假想圖從功率的角度來看，高功率微波是指頻率為1-300GHz、峰值功率超過100MW的電磁波[3]。從能量角度出發(fā)，每個脈沖能量超過1J也可以稱作高功率電磁脈沖[4]。高功率微波技術(shù)是圍繞高功率微波作為主要研究內(nèi)容的一門學(xué)科，本文研究的高功率微波天線技術(shù)也是其中重要的分支。輻射波束可控的高功率微波系統(tǒng)通常分為高功率微波源、微波器件、定向發(fā)射裝置和控制系統(tǒng)等[5–7]，這也屬于高功率微波武器的研究范疇，如圖1-2所示。圖1-2高功率微波武器的研究范疇1

第一章緒論的拋物面，饋源由1個喇叭天線和2個次級饋源組成。整個反射面天線安裝在一個由機械驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)平臺上，最大俯仰角可達5，在天線主瓣45范圍內(nèi)都可通過旁瓣實施有效干擾，對預(yù)警機的作用距離可達150-300km。如圖1-4所示，Krasukha-4（K-4）系統(tǒng)是Krasukha系列最新的陸基電子壓制和防護系統(tǒng)，能夠?qū)姑绹鳨-8C類戰(zhàn)場監(jiān)視機、“捕食者”無人偵察攻擊機、“全球鷹”無人戰(zhàn)略偵察機，以及“長曲棍球”系列偵察衛(wèi)星[9]。圖1-3俄羅斯的Krasukha-2高功率微波干擾系統(tǒng)[8]圖1-4俄羅斯的Krasukha-4高功率微波干擾系統(tǒng)[8]美國在高功率微波的研究更加多元化，除了用于對無人機和飛機的干擾外，還將高功率微波用于特種警察部隊等非軍事領(lǐng)域。圖1-5(a)為Phaser反無人機系統(tǒng)，可以看到Phaser系統(tǒng)集成于集裝箱中，以燃燒柴油作為高功率微波源的動力來源，通過向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射高功率微波能量，能夠瞬間令無人機內(nèi)部的精密電子元器件毀傷，達到擊落或致盲的目的。圖1-5(b)為美國的主動拒止武器(ADS)，通過安裝在“悍馬”吉普車上的微波脈沖提供能量，其有效作用半徑達到500米，超過輕武器的火力射程范圍，ADS拒止武器發(fā)射的高功率微波可穿透敵方戰(zhàn)斗人員的皮膚并感受極度痛苦，使其瞬間失去作戰(zhàn)能力[10]。圖1-5(c)為“哨兵”系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成地空警戒雷達、近程戰(zhàn)術(shù)雷達和高功率微波地面站[8]。圖1-5(d)為采用高3


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