1 电子科技大学 资源与环境学院，四川 成都 610054
2 上海空间推进研究所 上海空间发动机工程技术研究中心，上海 201112
目前，电弧激励器的仿真研究仅局限于得到激励器产生的等离子体的电势、压力、温度和速度等工作特性，而其有关的等离子体状态参数仅限于用光谱诊断其电子温度和电子密度等，二者是分立的，本文试图将其二者统一起来。本文设计了电弧射流等离子体激励器，采用有限元法求解非线性多物理场方程，对此电弧射流等离子体激励器的工作特性进行了数值模拟，得到了激励器内部的电势、压力、温度和速度分布，并在此基础上计算了电子密度，由激励器工况得到了激励器等离子体状态参数（电子温度和电子密度）的仿真计算模型。然后采用发射光谱诊断方法对射流等离子体进行了光谱诊断，利用分立谱线的强度比例法对等离子体电子密度进行计算。结果表明：电弧等离子体激励器诊断实验得到的最高电子温度为10505.8 K，最大电子密度为5.75×1022 m−3。对于不同工况下的等离子体电子温度和等离子体密度，实验和仿真结果数值均随入口气体流量增大及放电电流的增大而增大。表明对于所设计的小型化、高射流速度的电弧射流激励器等离子体状态参数的仿真计算模型是合理且适用的。说明将激励器工作特性仿真与光谱诊断的电子温度、密度统一考虑是基本成功的，同时还有值得进一步改进的地方。
发射光谱 光谱学 电子密度 电弧激励器 emission spectrum spectroscopy electron density arc actuator
1 电子科技大学 资源与环境学院，成都 611731
2 上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心，上海 201112
为了在高超声速飞行器减阻中达到更好的减阻效果，设计了一种电弧射流等离子体激励器。采用有限元法求解非线性多物理方程，对此电弧射流等离子体激励器的工作特性进行了数值模拟，得到了激励器内部的电势、压力、温度和速度分布，综合分析了进气口气体速度、放电电流、激励器管道半径对电势、压力、温度和速度分布的影响。获得了全面的影响规律，通过仿真结果还得到：电弧射流等离子体激励器可产生最高温度为8638 K、最高速度为655 m/s的等离子体射流。当电流20 A，进气速度0.5 m/s，管道半径2.5 mm时，所需功率最小；当电流20 A，入口气体流速5 m/s，管道半径2.5 mm时，出口处平均温度最高；当电流20 A，进口气体速度10 m/s，管道半径2.5 mm时，出口处平均速度最大。并对仿真得到的放电电压进行了实验验证，在等离子体参数相似的情况下，实验结果与仿真结果吻合较好。
减阻激励器 等离子体 电弧放电 数值模拟 等离子体炬 drag reduction actuator plasma arc discharge numerical simulation plasma torch 强激光与粒子束
2022, 34(6): 065003
1 西安航空学院能源与建筑学院, 西安 710077
2 西安应用光学研究所, 西安 710065
针对机载IRST系统具有大视场、高空间分辨率、高扫描速度的3项技术指标特点, 设计了一种单元化结构的新型IRST仿真测试平台, 解决了传统仿真系统无法同时满足该3项技术指标要求的难题。仿真测试平台由仿真中心、激励器、仿真器和显控终端共4个单元构成, 具有5种工作方式。激励器采用基于时间序列的面阵场景发生方法, 将大视场、高分辨率的仿真场景分割成序列化小视场、标准分辨率的面阵场景; 采用光纤网络将面阵场景的视频信号和时序信息同时发送到仿真器, 仿真器根据工作方式采用不同的处理方法对视频信号进行处理。测试结果表明, 仿真测试平台能够仿真真实机载IRST系统的综合性能、工作方式和接口方式, 现已经应用于航电任务软件的联试和航电系统的性能测试。
红外搜索跟踪 仿真测试平台 激励器 仿真器 信息交联 测试验证 IRST simulation testing platform actuator emulator communication cross linking test validation
1 桂林电子科技大学 认知无线电和信号处理重点实验室, 广西 桂林 541004
2 四川省太赫兹科学与技术重点实验室, 四川 成都 610054
针对Danilov(2007)提出的高阶模式激励器纯度未知和设计思路模糊的不足，介绍了一种改进型螺旋分布孔高阶旋转模式激励器，以实现同轴TE1,1模式到圆波导TE5,3模式的高纯度转换。根据不均匀弦方程，编制了数值计算程序对同轴腔体结构参数进行了优化计算，使工作模式能够有效谐振。基于小孔衍射理论以及PEC表面的电场边界条件，详细研究了螺旋分布孔的排列方式和模式抑制器的工作原理。数值计算和仿真结果表明：在中心频率30 GHz附近，TE5,3模式激励器的模式纯度高达97.4%，转换效率为96.1%。设计的高阶模式激励器相对于Danilov的结构具有纯度高和紧凑的性能。
模式激励器 高阶旋转模式 螺旋分布孔 同轴谐振腔 mode generator high-order rotating mode helically-distributed perforation (HDP) coaxial cavity 强激光与粒子束
2019, 31(8): 083001
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院, 长沙 410073
2 中国人民解放军75836部队, 广州 510000
对比分析了几种可输出圆波导TE01模激励器的仿真设计结果。结果表明, 利用行波功分结构实现矩形波导TE10模到4路矩形波导TE10模的等幅同相功分, 进而合成转换成圆波导TE01模的转换过程, 可在较宽的频带范围内, 实现圆波导TE01模的高效激励。以中心频率9.40 GHz仿真设计的圆波导TE01模激励器, 在中心频率上的传输效率超过99.9%; 在9.08~9.61 GHz的频率范围内, 传输效率大于99%。实验测量结果表明, 所加工激励器在较宽的频带范围内, 传输损耗优于-0.2 dB, 与仿真结果的差异主要来自于波导壁面的欧姆损耗和波同转换结构; 器件工作频带内平坦特性良好, 有利于开展测量工作。
模式激励器 圆波导 TE01模 mode transducer circular waveguide TE01 mode 强激光与粒子束
2018, 30(6): 063003
1 中国科学院 电工研究所， 北京 100190
2 中国科学院大学， 北京 100039
3 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室， 北京 100190
4 国防科学技术大学 航天科学与工程学院， 长沙 410073
为了产生高能等离子体合成射流，设计了一台面向等离子体合成射流应用的微秒脉冲源，输出电压为10 kV，重复频率为100 Hz，可承受高达250 A的放电电流。详细介绍了微秒脉冲源的工作原理，比较了不同放电电容对脉冲变压器原边电流及输出电压的影响。进一步将所设计的微秒脉冲源成功应用于等离子体合成射流实验中，研究了不同间距对等离子体合成射流的影响，比较了有无放电电容条件下的能量消耗率。实验结果表明: 不同放电电容在相同激励器间距的条件下，击穿电压基本相同; 击穿电压随激励器间距增大而增大。有放电电容能产生较大的放电电流，且电流值随电容值的增大而增大。有放电电容条件下的能量消耗率比无放电电容要高，易于产生高能的等离子体合成射流。
等离子体合成射流 激励器 微秒脉冲源 放电电容 能量消耗率 plasma synthetic jet actuator microsecond pulse power discharge capacitor rate of energy dissipated 强激光与粒子束
2016, 28(4): 045013
V波段圆波导TE01模式激励器由矩形TE10模式到矩形TE20模式变换器和矩形TE20模式到圆波导TE01模式变换器组成。采用H面（磁面）转弯激励的方式实现矩形TE10模式到矩形TE20模式的变换；根据圆波导TE01模式的场分布特性，引入过模波导实现了矩形TE20到圆波导TE01的变换。计算结果表明设计的激励器转换效率在95%以上；模式纯度在98%以上的相对带宽可达4.2 GHz；其中在43.4 GHz处的最大转换效率为99.08%，纯度为99.20%。
模式转换器 V波段 圆波导TE01模式 模式激励器 mode converter V-band circular TE01 mode mode transducer 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063025
1 空军工程大学工程学院, 陕西 西安 710038
2 海军飞行学院, 辽宁 葫芦岛 125001
为了获得氩气/空气等离子体助燃激励器的特性, 首先在空气中加入少量氩气的条件下, 对条状、 王状和网状三种不同电极形状的等离子体助燃激励器的放电特性进行对比, 实验结果表明电极形状对激励器放电特性影响不大。 然后对条形电极在纯空气和10%氩气/90%空气两种条件下的放电特性和发射光谱进行研究, 发现加入氩气后, 放电参数变化趋势与纯空气相似, 但电流脉冲增多, 放电均匀度增加, 起始放电电压由27 kV降低到24 kV, 并且介质阻挡放电发射光谱增强。
等离子体 助燃激励器 介质阻挡放电 光谱分析 放电特性 Plasma Assistant combustion actuator DBD Spectrum analysis Discharge characteristics
1 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
2 中国人民解放军驻西光集团军代室, 陕西 西安 710043
大功率窄脉冲半导体激光器主要光电性能参数为：输出峰值光功率、阈值电流、正向电压、上升时间、峰值波长、光谱半宽、半强度角。根据激光制导系统对大功率窄脉冲激光器参数的特殊测试要求，研制一种大功率窄脉冲激光器测试平台，将小型化大功率激励器功放模块、大范围可调DC-DC模块、信号源板、激光器座、光学准直镜集成在一个平台上，与峰值功率计、光谱仪、CCD摄像机等仪器配合，可测出大功率窄脉冲激光器的峰值功率、峰值波长及波长随温度变化的漂移特性、发光芯均匀性等参数。介绍了大功率窄脉冲激光器测试台的特点，并对测试结果作了论述。
大功率窄脉冲半导体激光器 发光芯 激励器 峰值波长 high power narrow pulse semiconductor laser test setup of semiconductor laser actuator peak wavelength
