1 天线与微波技术国家重点实验室(西安电子科技大学), 西安 710071
2 西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
介绍了几种天线增益的测试方法，并根据高功率微波(HPM)天线的特殊性，提出了一种窄脉冲激励下HPM天线增益测试方法。利用直接功率测量方法，将窄脉冲信号源作为发射信号源，通过标定不同脉冲宽度下接收天线的最大接收功率，开展实验研究，测得窄脉冲条件下天线的增益值。测试结果表明：在脉冲宽度大于25 ns的微波脉冲激励HPM天线时，天线增益测试结果与连续波条件下天线增益测试结果相同。
高功率微波 窄脉冲 天线 增益 方向图 high power microwave narrow pulse antenna gain radiation pattern 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063007
在数值模拟的基础上，设计了一种用于高功率微波合成的X波段同频带双色板。微波斜45°入射时，该双色板在9 GHz到9.3 GHz内反射效率大于99%，在9.7 GHz到10 GHz内传输效率大于99%，可以用于实现两路高功率微波的同极化合成。利用电磁场全波分析软件，建立了双色板数值模型，分析了该双色板的场增强因子和功率容量问题。
高功率微波 双色板 功率容量 传输效率 high power microwave dichroic plate power handling capacity transmission efficiency 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063006
1 西北核技术研究所 高功率微波技术重点实验室， 西安 710024
2 西安电子科技大学 天线与微波技术国家重点实验室， 西安 710071
运用光学方法，分析平面波通过无限大介质平板的传输特性，进而分析单层介质窗口的引入对微波传输性能的影响。在S波段微波源上对聚四氟乙烯材料进行了真空环境下的微波放电击穿实验，通过长时间的表面放电，在聚四氟乙烯材料表面出现电痕和电树枝。在100 ns脉冲宽度下，未发生大面积表面放电前，通过光学照相，在介质表面观测到局部放电现象，认为局部放电仍能导致材料表面破坏。作为对比，进行了聚苯乙烯材料的电老化实验，实验结果表明聚苯乙烯材料具有良好的耐电痕、耐电树枝老化特性。characteristics of highpower microwave
微波窗口 表面闪络 电树枝 高功率微波 microwave window surface flashover electrical tree highpower microwave
在确定天线数值模型的基础上，结合高功率微波天线的真空需要与实验装置情况，设计并加工了X波段基于漏波波导的高功率微波天线，对该天线分别进行低功率和高功率条件下的性能指标测试。在低功率条件下天线测试结果表明：在9.6 GHz下天线增益为26.3 dBi，天线方向图与数值模拟结果一致。在SINUS881加速器上利用返波管进行了天线高功率测试，实验结果表明：天线功率容量大于200 MW，高功率测试方向图、低功率测试方向图和数值模拟取得较为一致的结果。
高功率微波 漏波波导 方向图 功率容量 high power microwave leaky waveguide radiation pattern power handling capacity 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3363
基于漏波波导行波天线辐射理论，设计了一种X波段基于漏波波导的高功率微波（HPM）天线。采用微扰法和横向谐振法对天线的辐射特性进行分析，结合数值模拟优化给出了一种基于漏波波导的X波段HPM天线的设计方案。数值模拟表明:该天线在9.6 GHz时增益为26.2 dBi，口径效率大于70%，反射系数小于-20 dB。通过理论分析与数值模拟得到该天线的功率容量大于200 MW，在最大增益点上对ns量级短脉冲的远场响应波形不存在畸变，验证了该天线在HPM条件下使用的可行性。
高功率微波 漏波波导 方向图 功率容量 口面效率 脉冲响应 high power microwave leaky waveguide radiation pattern power handling capacity aperture efficiency pulse response
1 西安电子科技大学 天线与微波技术国家重点实验室， 西安 710071
2 西北核技术研究所, 西安 710024
基于圆波导TE11模的模式简并特性和微波在椭圆波导中传输两个正交TE11模式相速不同的性质，研制了一种带有椭圆波导结构的圆波导TE11模圆极化器。该圆极化器通过圆波导到椭圆波导的过渡段，将输入的线极化TE11模式分成两个等幅、正交的TE11模，然后调整椭圆波导长度，使得两个正交的TE11模式的相位差为90°，实现了TE11模式微波线极化到圆极化的转换。利用时域有限差分软件优化设计了该圆极化器，并按照优化的结构尺寸加工了一套实验装置进行了实验测试，测试结果表明：在工作频率9～10 GHz范围内，该圆极化器轴比小于1 dB，驻波比小于1.1，且功率容量大于1.6 GW。
高功率微波 圆极化 圆波导 椭圆波导 模式简并 high power microwave circular polarization circular waveguide elliptical waveguide degenerate modes
1 西安电子科技大学 天线与微波技术国家重点实验室, 西安 710071
2 西北核技术研究所, 西安 710024
用耦合波理论分析了过模圆波导中不同模式之间的转换和波导弯曲半径之间的关系, 研制了弯曲角度为90°的过模圆波导弯头,设计了一种结构简单的TM01过模圆波导旋转结构。对圆波导弯头和旋转结构的高功率测试证明,它们在X波段功率容量均大于1 GW,微波传输效率均大于93％。在此基础上, 提出了一种组合式旋转关节, 该关节能够在方位和俯仰上实现360°旋转, 可应用于高功率微波的发射天线。
高功率微波 耦合波理论 旋转关节 波导弯头 high power microwave coupled wave theory rotary joint waveguide bend
1 西北核技术研究所,西安 710024
2 清华大学 工程物理系,北京 100084
介绍了介质表面真空微波击穿研究实验装置的设计以及介质表面刻凹槽实验。微波源为S波段速调管,中心频率2.86 GHz,脉宽1 μs。为确保击穿发生在后端介质样品处,而前端用于和速调管源隔离的陶瓷微波窗不击穿,实验装置采用先分后合的方法,利用两个陶瓷窗,每个陶瓷窗传输总功率的一半。为了抑制三相点带来的效应,采用凹形的圆柱介质,三相点处于电场强度弱的位置,有效消除了三相点的影响。在此实验装置上做了表面刻凹槽实验,初步实验结果表明,与光滑表面击穿阈值相比较,刻凹槽可使功率容量提高2倍以上。
介质击穿 介质表面 高功率微波 三相点 刻槽 dielectric breakdown dielectric surface high power microwave triple point grooves
1 西北核技术研究所,西安 710024
2 清华大学 工程物理系,北京 100084
依据数值模拟结果研制了一套X波段多模微波喇叭,采用3次变张角喇叭结构,设计要求辐射功率大于3 GW,E面和H面方向图在10 dB范围内等化度良好,10 dB波束宽度为40°。近场冷测结果表明,H面10 dB波束宽度为43°,E面10 dB波束宽度为40°。远场热测结果表明,H面10 dB波束宽度为40°,E面10 dB波束宽度为41°,在初步测试中,通过对比在线测量结果和辐射场测量结果,证明研制的喇叭输出功率达1.3 GW时不会出现击穿现象。
高功率微波 变张角多模喇叭 功率容量 方向图 high power microwave variable flare angle multimode horn power capability pattern
