1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院,四川 绵阳 621999
3 先进激光与高功率微波全国重点实验室,四川 绵阳 621900
针对当前空间碎片数量急剧增长问题,探究基于强电磁辐照的主动清除手段的可行性,以多层隔热结构作为典型危险空间碎片模型,重点关注其电磁响应敏感的金属镀层部分,通过构建复杂多环境因素物理场,在S波段强电磁辐照和真空环境下进行了验证实验。实验结果表明,在10−3 Pa量级的真空环境下,强电磁脉冲与多层隔热结构金属镀层发生相互作用,引发放电现象并产生等离子体,同时伴随着宏观动力学特性的改变。通过观察和分析,我们探讨研究了可能的物理过程,包括强场击穿导致材料点放电、面闪络引起材料网状放电和镀层损伤、粒子吸收微波能量导致材料变形以及等离子体烧蚀引起材料损毁等。该研究为利用强电磁脉冲辐照主动移除危险空间碎片提供了重要的技术支持。
电磁辐照 空间碎片 隔热材料 放电损伤 electromagnetic irradiation space debris heat insulation material discharge damage 强激光与粒子束
2024, 36(4): 043028
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043031
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013004
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院 高功率微波技术重点实验室,四川 绵阳 621999
在大气环境模拟实验平台上,利用S 波段高功率微波(HPM)击穿大气产生等离子体,开展Ka 波段电磁波在等离子体中的传输特性实验研究,得到不同频率电磁波下等离子体传输衰减规律,并发现电磁波与大气等离子互作用呈现透射新颖现象:Ka 频段透射增强或减弱呈振荡形式,透射增强最大增幅接近2 倍,最大增强频点附近透射增强以周期性规律出现,间隔周期约为80 MHz。随着气压升高,透射增强现象仍然存在,但增强幅度随之减小。理论分析了可能引起透射增强的原因, 该试验研究成果为HPM 大气等离子体在隐身、黑障通信等方面的应用提供了可能。
电磁波 等离子体 透射增强 electromagnetic waves plasma propagation enhancement effect 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 809
强激光与粒子束
2022, 34(11): 113004
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123013
1 中国工程物理研究院 研究生院,四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
3 高功率微波技术重点实验室,四川 绵阳 621900
为研究碰撞等离子体对电磁波传输性质的影响,基于电磁波在介质中的传输特性,将等离子体作为一种特殊的介质,针对一定实验条件下的高功率微波(HPM)大气等离子体与一定范围电磁波的透射特性开展了实验、理论及仿真研究。研究发现:S波段HPM在50 Pa真空下形成的等离子体对不同频率的电磁波透射特性具有较大影响,且在一定频率范围内有规律地出现电磁波透射信号增强效应现象;获取了一系列不同频率连续电磁波穿过HPM等离子体区域的透射波形,并对波形进行了归一化处理,在32.4 GHz下,连续电磁波穿过有无等离子体区域的透射系数约有2倍的差异。建立了仿真模型,获得31.5~32.5 GHz范围内透射系数分布曲线图,穿过等离子体的电磁波出现透射增强效应,且在某些频点上出现了约1.9倍的透射增强。该研究成果为HPM大气等离子体在隐身、应急通讯、黑障通讯等方面的应用提供了重要的技术支撑。
等离子体 电磁波传输 透射增强效应 黑障通讯 plasma electromagnetic wave transmission transmission enhancement effect black barrier communication 强激光与粒子束
2021, 33(2): 023003
1 中国工程物理研究院 a.应用电子学研究所,四川绵阳 621999
2 b.研究生院,北京 100088
3 c.高功率微波技术重点实验室,四川绵阳 621999
大功率微波源在高功率微波应用及效应研究中使用广泛,作为试验条件的输入端,其控制、测量等操作需方便可靠、明确可记录。对 S波段 1 MW大工作比微波源开展了测控一体化技术研究:通过光纤通信进行远程控制;使用数字化仪代替示波器对输出信号和测试信号进行监测,并自动保存数据;运行过程时序清晰,数据详实。微波源采用固态放大器推动速调管放大器的两级放大链方式,测量其输出特性,获取微波源各调节参数对输出信号的影响。通过测控一体化可对微波源输出信号实时监测,为开展微波应用实验提供了帮助。
高功率微波 测控一体化 速调管 统计特性 数据采集 high powermicrowave measurement-control integration klystron statistical characteristics data acquisition 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(1): 71
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
随着高功率微波技术的发展, 电子设备面临强电磁辐射攻击的威胁越来越严重, 对电子设备的防护加固提出了更高要求, 临近空间飞行器及其放电效应是目前较少考虑的环节, 且缺少相应的环境试验条件。文章提出了一种将临近空间气体环境与高功率微波电磁环境相结合的方法, 在柱形真空罐内壁布置吸波材料, 使用MW级S波段微波源及辐射聚焦系统在腔室中心形成强电磁辐射区, 以便开展相关辐照放电试验研究。针对脉冲微波强场监测, 通过光纤电场探头测量小信号连续波的方式进行等效传递, 中心场强最高超过2 kV/cm。利用该试验装置可开展临近空间电子学系统在高功率微波辐照下的放电击穿研究, 对薄弱环节分析及防护加固提供帮助。
临近空间 高功率微波 辐照放电 电场测量 near space high power microwave discharge electric field measurement 强激光与粒子束
2019, 31(10): 103216
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
采用微波诊断技术对气压300 Pa, S波段HPM条件下形成的低温、弱电离、非均匀和强碰撞大气等离子体特性参数开展了初步诊断研究。获取了9~15 GHz连续波穿过HPM等离子体区域的透射波形, 并对波形进行了归一化处理; 通过不同频率微波的透射特性, 假设等离子体电子数密度分布呈Epstein分布, 分析了可能的电子数密度最大值。该研究成果的获取为HPM大气等离子体在隐身、阻断信息链等方面的应用提供了重要的技术支撑。
高功率微波 等离子体 微波诊断 电子数密度 大气击穿 high power microwave plasma microwave diagnostics electron density air breakdown 强激光与粒子束
2019, 31(10): 103207