[實用新型]一種雙路同步輸出寬譜高功率脈沖產(chǎn)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420645305.3
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN204156074U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 孟凡寶;徐剛;陸巍;楊周炳;丁恩燕;張晉琪
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: H01P7/04
• 分類號: H01P7/04;H01J23/36
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

技術領域

本實用新型涉及高功率微波產(chǎn)生技術領域，具體是指一種雙路同步輸出寬譜高功率脈沖產(chǎn)生器。

背景技術

高功率微波技術（High?Power?Microwave）是核技術中衍生出的一門新興學科領域，是脈沖功率技術、相對論電真空器件、天線技術等多學科相結合的綜合學科。其中寬譜高功率微波（Mesoband?High?Power?Microwave）由于其頻譜較寬，功率密度比超寬譜高功率微波高，具有很大的應用潛力，在電磁脈沖模擬器、強電磁兼容試驗及路邊炸彈排爆等領域都有廣泛應用。

目前已有的寬譜高功率微波的產(chǎn)生方式主要有四種，從最早的開關自諧振天線，到之后提出的開關激勵同軸諧振器、非平衡Blumlein線和非線性傳輸線，它們的產(chǎn)生機理和研究現(xiàn)狀各有不同，也各有優(yōu)缺。其中開關激勵同軸諧振器因為結構緊湊、功率容量高，得到了最為廣泛的應用，其工作原理如圖1所示：高壓電源V₀通過充電保護電阻Z充電給長為l的低阻（Z_t）同軸線充電，對地開關導通后，產(chǎn)生一階躍脈沖往天線方向傳播，由于傳輸線與天線之間存在很強的正失配（Z_tZ_a），激勵脈沖在負載正反射和短路開關的負反射之間來回反射形成諧振，同時向外輻射能量，產(chǎn)生的諧振寬帶脈沖的中心頻率f₀為：f₀＝c/4l,式中，為電磁波在傳輸線中的傳輸速度。

在充電電壓和輸出頻率一定的情況下，為了獲得更高的輸出功率，只有將同軸傳輸線阻抗降低，然而，一味降低同軸傳輸線阻抗將帶來功率容量下降、諧振器尺寸和重量大大增加等問題，因此需要一種能產(chǎn)生更大功率寬譜高功率微波的緊湊型同軸諧振器。

實用新型內容

本實用新型的目的是提高目前寬譜高功率微波系統(tǒng)中寬譜諧振器的輸出功率，采用兩個開關激勵同軸寬譜諧振器共用一個環(huán)形對地開關和“T”字形充電結構，實現(xiàn)了兩個諧振器的同步諧振與同步輸出，相同充電電壓下可使寬譜諧振器產(chǎn)生的寬譜高功率微波功率提高一倍，進而可使寬譜輻射系統(tǒng)等效輻射功率提高一倍。可以廣泛應用于寬譜高功率微波系統(tǒng)、強電磁脈沖研究等領域。

本實用新型采用的技術方案：

一種雙路同步輸出寬譜高功率脈沖產(chǎn)生器,包括一體化外筒和諧振內筒，其特征在于：

所述一體化外筒內部包括三個圓筒型空腔，呈“T”字形組合在一起，整體結構左右對稱；

所述諧振內筒為兩個，分別設置在一體化外筒內的水平方向的兩個空腔內，兩個諧振內筒對稱設置；

所述兩個諧振內筒之間設置有環(huán)形對地開關，兩個諧振內筒通過螺釘與環(huán)形對地開關連接為一體；

所述諧振內筒的另一端面與介質耦合盤連接，介質耦合盤的中心設置有對外的輸出耦合器；

所述一體化外筒的另一個垂直空腔內設置有“T”字形充電桿，充電桿的兩端分別連接一個諧振內筒。

在上述技術方案中，所述諧振內筒是一端為圓錐的圓筒結構，圓錐頂端面與環(huán)形對地開關連接。

在上述技術方案中，所述諧振內筒的圓錐面上設置有小孔，小孔與“T”字形充電桿連接。

在上述技術方案中，所述環(huán)形對地開關為圓柱體結構，圓柱面中央處設置有圓環(huán)。

在上述技術方案中，所述介質耦合盤由絕緣介質加工而成，為盆形結構，底面設置有螺柱用于與諧振內筒連接。

在上述技術方案中，所述輸出耦合器為圓桿結構，一端設置有圓盤，用于與介質耦合盤的端面連接。

在上述技術方案中，所述“T”字形充電桿由水平放置的螺紋管和一豎直放置的圓柱桿焊接為一整體。

在上述技術方案中，輸出耦合器、諧振內筒、環(huán)形對地開關均處于同一軸線。

本實用新型的工作原理為：采用脈沖高壓電源通過“T”字形充電桿給兩個同軸諧振內筒充電，當電壓升高到一定值時，環(huán)形對地開關中央圓環(huán)邊緣的電場強度將增強到同軸諧振腔內所充氣體的絕緣擊穿閾值，環(huán)形對地開關中央圓環(huán)（高電位）與一體化外筒（零電位）之間的間隙發(fā)生擊穿，產(chǎn)生兩路傳播方向相反的階躍脈沖往左右兩個諧振腔的開路端傳播，由于階躍脈沖前沿到達開路端時存在正反射，該兩路階躍脈沖就在各自所在諧振腔內的對地開關短路面和開路面之間來回反射并形成同步的諧振，同時通過兩個輸出耦合器將諧振能量耦合同步的輸出到兩路輸出同軸線中，輸出兩路同步的寬譜高功率微波。