Radio frequency/microwave-directed energy sources using wide bandgap SiC photoconductive semiconductors have attracted much attention due to their unique advantages of high-power output and multi-parameter adjustable ability. Over the past several years, benefitting from the sustainable innovations in laser technology and the significant progress in materials technology, megawatt-class output power electrical pulses with a flexible frequency in the P and L microwave wavebands have been achieved by photoconductive semiconductor devices. Here, we mainly summarize and review the recent progress of the high-power photonic microwave generation based on the SiC photoconductive semiconductor devices in the linear modulation mode, including the mechanism, system architecture, critical technology, and experimental demonstration of the proposed high-power photonic microwave sources. The outlooks and challenges for the future of multi-channel power synthesis development of higher power photonic microwave using wide bandgap photoconductors are also discussed.

研究了一种改进型螺旋发生器，以解决传统结构螺旋发生器在匝数较多时输出电压波形第二峰值大于第一峰值和输入开关的峰值电流及其电流上升率较大的问题，并进行了数值仿真和实验验证，仿真结果与实验结果基本吻合。通过电磁场分析波传输过程发现：改进型结构增加的一圈会造成额外的反射，使各层间电压同向叠加的时刻发生改变，从而降低了后续更高峰值的振荡。最终研制了一台改进型螺旋发生器，在15 pF的高压电容负载上可产生第一峰值51 kV、前沿50 ns的输出电压波形，整个发生器体积小于0.5 L。之后该改进型螺旋发生器将结合半导体开关实现高压纳秒脉冲触发器的全固态设计。

通过理论计算、数值仿真和实验验证的方法，研究了一台峰值功率数十GW、重复频率5 Hz的重复频率高功率脉冲驱动源，命名为“HEART-50”。该脉冲驱动源由充电电源、初级开关、脉冲形成线、主开关、阻抗变换线，以及假负载构成。首先介绍了HEART-50重复频率高功率脉冲驱动源整体设计思路；其次，对基于混合液体介质的高功率脉冲形成线和气体介质主开关进行了数值分析，并对其全电路工作能力进行了仿真分析；最后，对研制的HEART-50重复频率高功率脉冲驱动源进行了实验验证。结果表明，脉冲驱动源能够输出峰值电压520 kV，脉冲宽度约90 ns，脉冲上升沿小于25 ns，重复频率5 Hz的准方波电脉冲，峰值电功率约为25.3 GW，且具有较好的运行稳定性。

介绍了一种微秒长脉冲有磁场的真空二极管界面的设计和实验结果。采取了三种措施来抑制沿面闪络：一是阴极电子束挡板，用来拦截来自阴极和电子束漂移管的回流电子束；二是接地屏蔽板，使电场等势线和界面成约45°角，使阴极三结合点处发射的电子远离绝缘板；三是降低阴极三结合点处的场强，并使用一悬浮电位的金属环阻止电子倍增过程。计算了二极管内电场、磁场分布和电子束的运动轨迹并据此优化了真空界面的结构，实验验证了该二极管真空界面可以在400 kV、800 ns条件下正常工作，可以支持长脉冲高功率微波器件的研究。

随脉冲功率技术向高重复频率、长寿命等方向发展，储能元件和开关元件在瞬态强场条件下的稳定性能检测十分必要。基于固态开关技术研制了一种百kV，μs时间尺度下的瞬态强场测试平台，主要由高压直流充电电源、初级单元、脉冲变压器、磁脉冲压缩网络、复位系统和测试腔体组成，实现了一体化结构，使用便利。首先，针对电容器测试条件，建立了完整的电路模型，详细设计了系统中各关键参量；然后，利用晶闸管组件作为初级单元控制开关，利用磁开关进行两级脉冲压缩，建立了实验装置；最后，给出了40 nF小批量陶瓷电容器的典型实验测试结果，测试电压50 kV，脉冲宽度1 μs，重复频率10 Hz，运行时间85 min（对应51 000个脉冲），平台稳定可靠性良好，为后续开展相关测试研究奠定了基础。

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。