作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
提出了一种新型高功率微波宽带紧耦合偶极子阵列天线。在常规的紧耦合偶极子阵列天线的基础上,该阵列天线通过采用全金属结构设计、天线匹配层和密封层一体化设计以及调节天线结构的手段,获得了宽带高功率性能。仿真结果显示,在0.8~4.0 GHz的范围内,天线未扫描时的驻波比小于2;在16 mm×32 mm单元尺寸内和1个大气压的SF6气体中,功率容量达到0.12 MW;以该单元天线组成10×10阵列,100个单元总尺寸仅为160 mm×320 mm,在1个大气压的SF6气体中,功率容量可以达到12 MW,另外,该天线可实现45°的宽角扫描。该阵列天线的提出为实现高功率微波宽带天线的宽频带、大角度扫描、紧凑化、小型化以及低剖面化提供了参考。
高功率微波 紧耦合 波束扫描 功率容量 紧凑性 high-power microwave tight coupling beam scanning power handling capacity compactness 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013009
张自成 1,2李典耕 1,2,*刘世飞 1,2杨汉武 1,2[ ... ]张建德 1,2
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,长沙 410073
脉冲功率技术的重要发展方向是高功率密度、紧凑小型化和高稳定可靠。液体介质由于具有绝缘强度高、易流动、快恢复、散热性好等方面的特点,广泛应用于脉冲形成线型紧凑小型脉冲功率源的电容储能器件作为储能介质。主要围绕紧凑小型脉冲功率源ARC系列的技术难题,开展了关键技术、系统研发及其工程应用等方面的工作。首先,提出了基于液体介质和慢波结构的形成线,采用场均匀和绝缘配合技术,研制出紧凑小型脉冲功率源ARC-01和ARC-02,输出功率1~2 GW、脉冲宽度5~30 ns、重复频率1~100 Hz,紧凑化水平较国际先进同类装置最多提高了2倍。之后,以凑小型脉冲功率源为核心搭建液体介质击穿测试平台,针对变压器油、蓖麻油、甘油、碳酸丙烯酯等常见液体介质,开展了微秒脉冲击穿特性研究,采用统计分析方法建立了数据库,以“小成本”换取“高可靠性”;并采用超高速光学诊断方法,将击穿瞬间流注、冲击波、亚微观断裂面产生、传播、截止过程与张力理论结合,建立了液体介质击穿物理模型。最后,成功将紧凑小型脉冲功率源应用于驱动宽带/窄带微波产生、碳纤维阴极稳定性及寿命测试。
脉冲功率源 脉冲功率技术 紧凑 小型 液体介质 pulsed power source pulse power technology compactness small-sized liquid dielectric 
强激光与粒子束
2022, 34(7): 075016
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
PFN-Marx发生器可同时实现升压和脉冲形成,具有紧凑的基因。特别是近年来脉冲储能技术的发展,使得直接利用PFN-Marx发生器驱动各类负载成为现实,因而PFN-Marx发生器逐渐成为国内外研究热点。对国内外的高功率紧凑PFN-Marx发生器的研究进展进行了系统介绍,评述其参数和结构特点。通过总结,从时间发展历程上看,PFN-Marx发生器采用高储能密度器件,装置的储能密度水平在不断地提高,尺寸紧凑化水平也在提高;在追求紧凑化的手段上,PFN-Marx发生器的空间结构的优化设计效果优于PFN网络拓扑参数的优化设计;PFN-Marx发生器采用波形优化方法具有较明显的收益,可有效降低装置紧凑化带来级间分布参数更强耦合的负面影响。同时论文探讨了PFN-Marx发生器的发展趋势,为PFN-Marx发生器的研究和技术路线探索提供参考和依据。
高功率 脉冲形成网络 PFN-Marx发生器 高储能密度 high power pulse forming network PFN-Marx generator high energy storage density 
强激光与粒子束
2022, 34(7): 075001
作者单位
摘要
1 中国人民解放军海军研究院,上海 200040
2 国防科技大学 前沿交叉学科学院 高功率微波技术研究所,长沙410073
提出了一种伸缩式全金属反射单元,在此基础上设计了一个可用于高功率微波领域的全金属反射阵列波束扫描天线。通过反射单元的上下独立滑动,阵列中每个阵元所接收电磁波的传输路径可改变,从而实现了相控波束扫描。由电磁仿真可知,设计的反射单元能够在10~13 GHz的频带范围内实现0~360°的线性相位调节,且可在15°~40°偏馈条件下相位调节时保持高功率容量。由该型单元组成的中心工作频率为10 GHz的伸缩式全金属反射阵列扫描天线具备90°锥角范围内的二维波束扫描能力,功率容量可达5 GW/m2。同时,在波束扫描过程中,天线增益变化小于3 dB,副瓣电平低于−13 dB,最大口径效率为54.59%。
波束扫描 阵列天线 相位调控 高功率微波 功率容量 beam scanning array antenna phase modulation high-power microwave power handing capacity 
强激光与粒子束
2022, 34(4): 043004
作者单位
摘要
国防科技大学 高功率微波技术研究所,长沙 410073
为了实现回旋速调管放大器的快速设计,基于经典的回旋管的稳态单模非线性理论方法,开展了回旋速调管放大器的束波作用效率的理论模拟研究。由于单模理论无法匹配回旋速调管放大器的输入腔、中间腔两端的突变边界条件,所以输入腔与中间腔都只能采用给定场法进行求解。回旋速调管的输出腔的功率输出端通常采用缓变结构,这种腔体可以采用单模自洽理论进行求解。对两腔毫米波回旋速调管放大器进行了理论模拟,并与商业粒子模拟软件的结果进行对比,验证了该数值理论模拟方法的有效性。
回旋速调管放大器 数值模拟 毫米波 粒子模拟 自洽非线性理论 gyro-klystron amplifier numerical analysis millimeter wave particle in cell simulation self-consistent nonlinear theory 
强激光与粒子束
2021, 33(9): 093002
作者单位
摘要
强激光与粒子束
2021, 33(7): 1
马喆 1,2,**王逸璇 1江俊峰 1,*王双 1[ ... ]刘铁根 1
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室,天津大学光纤传感研究所天津市光纤传感工程中心, 天津 300072
2 太原理工大学物理与光电工程学院新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室, 山西 太原 030024
3 山东航天电子技术研究所, 山东 烟台 264000

提出一种基于线性调频(LFM)脉冲边带调制的光纤分布式传感动态应变范围扩展方法,基于调频带宽与相干时域信号包络平移量之间的反比特性, 通过在单脉冲内产生具备不同调频带宽的多调制边带进行传感,对各边带的相干时域信号进行数字带通滤波和分解,以实现对不同动态应变范围事件的同时测量。实验中分别使用调频带宽为40 MHz和200 MHz的LFM信号对边带进行调制,结果表明系统可以同时测量最大幅值为7 nε和350 nε的正弦动态应变事件,这为光纤分布式声传感系统提供一种动态范围拓展方案。

光纤光学 光纤分布式声传感 线性调频脉冲 边带调制 动态范围 
光学学报
2021, 41(13): 1306008
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,高功率微波技术研究所,长沙 410073
强流脉冲电子束源是高功率微波系统的核心部件之一,针对未来应用需求,亟需从绝缘、束流输运和热管理等多个方面提升强流束源技术性能。介绍了国防科技大学在高功率微波源用强流真空电子束源方面的研究进展。针对高功率微波管保真空需求,基于陶瓷金属钎焊,设计并研制了一种强场陶瓷真空界面,耐压大于600 kV、平均绝缘场强达到44 kV/cm、耐受脉宽大于80 ns,重复频率运行稳定;研制了一种基于SiC纳米线的强流电子束源冷阴极,在90 kV/cm的场条件下获得了1.17 kA/cm2的束流密度,相比传统天鹅绒阴极,SiC纳米线阴极的宏观电稳定性、发射均匀性及运行寿命均得到显著提高;针对相对论返波管,研制基于螺旋水槽型的强流电子束收集极,克服了高比能和低流速的矛盾,耐受热流密度达到1012 W/m2,能够满足系统长脉冲、高重复频率运行要求。
高功率微波 强流电子束源 陶瓷真空界面 纳米线阴极 阳极热管理 high-power microwave high-current electron vacuum source ceramic-vacuum interface nano-wire cathode anode thermal control 
强激光与粒子束
2020, 32(2): 025003
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院, 长沙 410073
为满足某强电磁脉冲辐射系统对轻小型脱离地面脉冲电源的应用需求,研究了一种微型动态级联爆磁压缩发生器。首先介绍了该发生器的结构参数,然后利用基于等效电路的数值计算模型对该发生器电路参数和输入输出电流进行了模拟计算,最后以蓄电池供电的初始能源为发生器提供初始种子电流,对发生器输出特性进行了爆轰实验。实验结果表明,发生器在1.44 μH电感负载上产生脉冲电流峰值达到49 kA,电流上升时间5.2 μs,能量放大约7.8倍。
爆磁压缩发生器 电流脉冲 电容器组 蓄电池 脱离地面电源 explosively-driven magnetic flux compression gener current pulse capacitor bank battery off-ground power supply 
强激光与粒子束
2018, 30(8): 085002
作者单位
摘要
1 山东航天电子技术研究所, 山东 烟台 26467
2 山东航天电子技术研究所, 山东 烟台 264670
本文提出一种基于立体视觉的空间非合作航天器相对位姿自主测量方法, 用以解决在轨捕获中非合作航天器的相对位姿测量问题。该方法以航天器本体和星箭对接环作为识别特征, 识别过程无需人员参与; 同时, 提出一种基于空间几何约束的特征匹配方法, 运用空间几何约束引导匹配, 在完成匹配的同时可直接获取特征的三维信息, 实现特征匹配与重构的一体化; 最后, 利用空间向量对非合作航天器的相对位姿参数进行解算, 充分利用冗余信息, 以提高解算精度。实验结果表明, 在航天器本体尺寸为280 mm、相对距离为2 m的条件下, 本文方法的姿态测量误差小于1.5°, 位置测量误差小于4 mm, 能够满足空间非合作航天器在轨捕获的相对位姿测量要求。
在轨捕获 位姿测量 非合作航天器 空间几何约束 on-orbit capture measurement of attitude and position non-cooperative spacecraft spatial geometry constraint 
光学 精密工程
2017, 25(5): 1331

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