强激光与粒子束
2021, 33(2): 023005
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
为分析口径天线辐射场方向性, 在计算等效面磁流的同时, 引入等效面电流的作用, 对辐射远场方向性进行了修正, 解析公式更适合描述自由空间中口径天线的辐射场; 在时间域对冲激脉冲口径辐射场方向性进行分析, 得到以下结论: 馈入脉冲宽度变宽、口径尺寸减小、口径场幅度锥削分布, 以及球面波前均会降低辐射场方向性; 辐射场存在时域波形延拓现象, 即存在空间色散问题; 球面波使口径辐射场方向性迅速恶化, 在远区得到一个主轴附近峰值场强相对平坦, 而在一定角度峰值场强迅速下降的场。
冲激脉冲 口径天线 时域 锥削场 球面波前 方向性 impulse signal aperture antenna time domain tapered field spherical wavefront directivity 强激光与粒子束
2016, 28(9): 093001
西北核技术研究所 高功率微波技术重点实验室, 陕西 西安 710024
研制了一套16阵元的小型超宽带喇叭阵列天线, 阵元天线由渐变横向电磁场(TEM)喇叭加框型电流环构成, 分析了设计原理结构, 给出了数值模拟结果并进行了试验研究。在每个单元馈入峰值电压4 kV, 前沿180 ps超宽谱脉冲时, 获得了rE值82 kV。整个系统紧凑小巧, 具有较高的辐射效率, 适合低功率情况下超宽谱脉冲的辐射。
超宽带 天线 超宽谱脉冲 阵列天线 UWB(Ultra Wide-Band) antenna pulse array antenna 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 409
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
在反射面尺寸一定的情况下，优化设计了 TEM喇叭馈源与共面馈源脉冲辐射天线，并对比了两种天线的辐射性能。分析了反射面型脉冲辐射天线的工作机理，通过准静态近似，分别得到了两种天线的远区辐射场解析解。通过理论求解，得到了两种馈源在反射面口径造成的场分布，为天线结构设计提供参考。通过分析不同脉冲宽度时两种天线的辐射情况，比较了这两种馈源性能的优劣。完成了上述两种GW级高功率高效率馈源的研制，并开展了对比实验，实验结果与理论分析相吻合。
高功率 超宽带 TEM喇叭 共面馈电 抛物反射面 脉冲辐射天线 high power ultra-wideband TEM horn coplanar feed paraboloid reflector impulse radiating antenna 强激光与粒子束
2016, 28(8): 28083001
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
设计了一种高功率共面馈电脉冲辐射天线。该天线馈源采用双组电大尺寸共面极板馈臂，将馈电点置于焦点处，与直径2.1 m的抛物反射面相配合，实现超宽谱短脉冲的有效定向辐射。提出了一种由同轴输入到4端输出的高功率馈电巴伦，解决了高功率情况下同轴线到4馈臂共面馈电问题。对所设计天线进行测试实验，结果表明: 在馈电脉冲宽度为450 ps、峰值电压为142 kV时，辐射因子达到800 kV。
高功率 共面馈电 超宽带巴伦 抛物反射面 脉冲辐射天线 high power coplanar feed UWB balun paraboloid reflector impulse radiating antenna 强激光与粒子束
2016, 28(4): 043001
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
基于雪崩管的脉冲源相对于基于气体开关和半导体断路(SOS)开关的脉冲源,输出脉冲幅度较低。为了进一步提高雪崩管脉冲源的输出幅度,进行功率合成是行之有效的方法,其关键在于脉冲源单元具有高稳定度和时基一致性。分析了触发脉冲对基于雪崩管的脉冲源的影响机理,指出脉冲抖动的影响因素：触发脉冲上升斜率、雪崩管器件导通电平方差、电路噪声。在实验中,通过提高触发脉冲幅度,增加上升斜率,脉冲源抖动和单元之间的时基一致性均优于20 ps。
雪崩管脉冲源 触发脉冲 上升斜率 高稳定度 时基一致性 pulse-generator based avalanche transistor trigger pulse slope high-stability time-coherence 强激光与粒子束
2016, 28(3): 035004
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
针对大型抛物反射面天线中的高功率超宽带馈源,提出一种恒阻抗不平衡-平衡转换结构(巴伦)加切比雪夫渐变线TEM喇叭的馈源设计方法,采用数值模拟研究了其阻抗特性、传输特性与辐射特性,并进行了测试实验。结果表明：该种馈源结构在较小的体积下具有低反射、高带宽和高馈电效率的优点。该馈源已成功应用于大型高功率抛物反射面天线。
高功率微波 超宽带 巴伦 切比雪夫渐变线 馈源 天线 TEM喇叭 high power microwave ultra-wideband balun Chebyshev feed antenna TEM horn 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033001
西北核技术研究所,高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
利用脉冲压缩技术,将具有一定初始电压的高阻抗长脉冲形成线对低阻抗短脉冲形成线充电到一定值时,其输出开关导通,在其后的传输线上可以产生高功率短脉冲.给出了脉冲压缩理论分析;前级脉冲驱动源采用GW级纳秒脉冲形成线,其特性阻抗为40 Ω、电长度为3.9 ns,输出脉冲宽度约8 ns;研制了与前级脉冲驱动源匹配的脉冲压缩装置和变阻抗传输线,考虑到脉冲压缩装置低阻抗形成线绝缘击穿和开关导通限制,选取脉压装置形成线特性阻抗6.5 Ω、电长度0.5 ns.利用GW级纳秒脉冲驱动源开展了脉冲压缩实验,得到了输出功率增益达4倍左右的脉宽1.5 ns高功率短脉冲,输出脉冲功率增益与理论值基本相符.
脉冲压缩 ns脉冲源 短脉冲形成线 变阻抗线 功率增益 pulse compression ns pulse driver short pulse forming line impedance tapered line power increase ratio 强激光与粒子束
2015, 27(6): 065003
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
设计了一种采用切比雪夫渐变线的TEM喇叭天线,分析了其工作原理,采用数值模拟的方法研究了其阻抗特性、传输特性与辐射特性,并在不同的馈入脉冲下与常用的线性渐变TEM喇叭天线进行了性能对比。结果表明: 切比雪夫渐变线TEM喇叭天线具有低反射、高带宽和高辐射场强的优点,其性能要明显优于线性渐变TEM喇叭天线,且馈入脉冲越宽,性能越明显。分析了最大反射系数对切比雪夫渐变线TEM喇叭天线辐射性能的影响,馈入脉冲越窄时,宜选择反射系数越大的辐射天线。
高功率微波 超宽带 切比雪夫渐变线 TEM喇叭天线 阻抗变换 high power microwave ultrawide spectrum Chebyshev TEM horn antenna impedance transformer 强激光与粒子束
2014, 26(3): 033003
西北核技术研究所 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
设计了一种采用共面TEM馈电结构的抛物反射面超宽谱脉冲辐射天线, 分析了该种馈电结构的阻抗特性与辐射特性。实验表明当馈入电压为3 kV、前沿180 ps的超宽谱脉冲时, 该天线主轴辐射场测试距离与峰值场强之积平均值达到18.3 kV, 相较于常用的TEM喇叭馈电的超宽带反射面天线, 其辐射效率有了显著的提高。
抛物反射面天线 超宽带 脉冲 高辐射效率 paraboloidal reflector antenna ultrawide band pulse high radiant efficiency 强激光与粒子束
2014, 26(2): 023001
