1 西安电子工程研究所, 西安 710100
2 中国船舶重工集团公司 第705研究所, 西安 710077
宽带强电磁脉冲是高功率微波技术近年来的主要发展方向之一，由于模拟器可用于强电磁辐射环境模拟，开展强电磁脉冲效应与防护研究，所以取得了快速发展。对宽带强电磁脉冲模拟器的研究现状进行了介绍，分析模拟器在工作频段和技术体制方面存在的共性，并结合研究需求，设计了一种宽带强电磁脉冲模拟器，该模拟器采用Marx发生器直接驱动高功率宽带天线的方式，实验结果显示该模拟器的远场辐射因子可达224 kV，辐射中心频率215 MHz，带宽可达32%，为宽带强电磁脉冲模拟技术的发展、科学研究提供了参考依据和试验条件。
宽带强电磁脉冲 模拟器 百分比带宽 辐射因子 Marx发生器 mesoband high power electromagnetic pulse simulator spectrum width radiation factor Marx generator 强激光与粒子束
2018, 30(1): 013206
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
为了满足宽带高功率微波辐射系统紧凑化的需求，设计了一个口径面尺寸为20 cm×20 cm的电-磁振子组合型天线，采用三维全波电磁场仿真，得到该天线在0.3~1.7 GHz 带宽内的驻波比小于3，且在此带宽内天线增益均大于2。仿真分析了该天线结构的尺寸、电流环长度以及天线开口角度对电-磁振子组合型天线阻抗带宽和增益的影响。在此基础上，给天线馈入峰值为226 kV的宽带信号，仿真得到天线的最大辐射因子为150 kV，等效峰值功率为358.8 MW，辐射效率约70.6%。仿真结果表明：组合振子天线能够满足宽带高功率微波的辐射要求，同时满足辐射系统紧凑化和高辐射效率的要求。
宽带高功率微波 天线 电-磁振子 带宽 辐射因子 电压驻波比 wideband high power microwave antenna electric-magnetic vibrator bandwidth radiation factor voltage standing wave ratio 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033027
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
分析改进了电感隔离型重频Marx发生器整体电路和主元件排列,实现了自建立和结构紧凑的发生器。优化设计了谐振器的对地开关和耦合器,提高了谐振器的输出效率。通过实验研究得出: 宽谱源辐射因子175 kV,重复频率20 Hz,中心频率300 MHz,百分比带宽22%。该源体积小于0.2 m3,重量约200 kg。通过系统集成,使整套系统具备了可移动、整体360°旋转和远程控制等功能。
Marx发生器 开关谐振器 结构紧凑 辐射因子 Marx generator switched oscillator compact configuration radiation factor 强激光与粒子束
2014, 26(7): 073001
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
在频域和时域研究了TEM喇叭天线的辐射机理。在频域，高频信号激励的TEM喇叭表现为口径天线的辐射特性，具有良好的方向性；低频信号激励的TEM喇叭可视作偶极子天线，具有全向辐射特性；在时域，脉冲激励的TEM喇叭天线辐射场由四个子波叠加构成，在不同方向上，各个子波的波形和相对时序不同，导致不同方向上辐射场波形也不相同。根据辐射机理研究结果，提出了一种TEM喇叭天线末端加载设计并给出了其优化设计方法，有效地改善了天线主轴辐射性能，提高了辐射因子和天线效率。
TEM喇叭 天线 机理 优化设计 辐射因子 TEM horn antenna mechanism optimized design radiation factor
中国工程物理研究院 应用电子学研究所 高功率微波技术实验室， 四川 绵阳 621900
研制了一套新型宽谱电磁脉冲试验系统，该系统采用全电感隔离型重复频率Marx发生器产生高压冲击脉冲，经双极脉冲形成线馈入宽带天线进行宽谱辐射。介绍了发生器工作原理和双极脉冲形成原理。实验结果表明：发生器输出脉冲电压500 kV，脉冲前沿20 ns，重复频率20 Hz，宽谱辐射因子195 kV，辐射中心频率200 MHz，频谱宽度37%。该试验系统结构紧凑、操作灵活，并具有方位辐射方向360°旋转和运程控制等功能。
Marx发生器 双极脉冲形成线 频谱宽度 辐射因子 Marx generator bipolar pulse-forming line bandwidth radiation factor
1 清华大学 工程物理系, 北京100084
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
研制了中心频率为300 MHz的宽带高功率贴片天线, 并进行了高功率实验研究。采用Taguchi全局优化算法对双层贴片天线的结构参数进行优化设计, 使其驻波比小于3的带宽达到60.2%, 最大增益8.1 dB。为提高其功率容量, 对贴片、介质基底和馈电结构进行了改进和相应的绝缘设计。小信号测试结果与理论计算吻合, 实测带宽达到64.2%。高功率实验中, 馈入峰值89 kV和-81 kV的双极的脉冲, 辐射因子达到75.2 kV, 等效峰值辐射功率为188.5 MW, 辐射场频谱的3 dB带宽为46%, 实测能量方向图与模拟结果相符, 半能量角宽约为90°。
宽带高功率微波 贴片天线 优化设计 带宽 辐射因子 能量方向图 wideband high power microwave patch antenna optimal design bandwidth radiation factor energy pattern 强激光与粒子束
2010, 22(10): 2388
1 清华大学 工程物理系,北京 100084
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
研究了用于宽带高功率微波辐射的双层贴片微带天线输入阻抗带宽和辐射特性,提出一种适合于高功率微波辐射的圆锥传输线馈电结构以减小传统馈电探针的引线感抗,使天线的功率容量提高到百MW级,同时作为同轴线到径向传输线的过渡变换,使反射系数降低近50%。通过数值计算分析了不同的介质基底厚度组合和贴片尺寸对天线带宽的影响,优化参数后的天线带宽达到了34.9%(电压驻波比小于3),带内平均增益高于6.5 dB,最大增益8.3 dB,主辐射方向上的远场辐射因子与馈入宽带脉冲幅度比值大于1.3。分析了天线的功率容量,模拟计算表明该天线可用于辐射幅值300 kV的宽带高功率微波。
宽带高功率微波 微带天线 双层贴片 阻抗带宽 带内平均增益 辐射因子 high power wide-band microwave microstrip antenna two-layer patch impedance bandwidth band average gain radiation factor 强激光与粒子束
2009, 21(12): 1839
