[實用新型]一種高重頻低壓超輻射產生裝置

有效

• 申請號: 201520784517.4
• 申請日: 2015-10-10
• 公開（公告）號: CN205004306U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 張運儉;孟凡寶;丁恩燕;楊周炳;李正紅;王漢斌;石小燕;陸巍;張晉琪;吳朝陽;李春霞
• 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: H01J25/34
• 分類號: H01J25/34;H01J23/04
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 周慶佳

技術領域

本實用新型屬于微波電子學領域，具體涉及一種高重頻低壓超輻射產生裝置。

背景技術

介于傳統的、常規雷達電子對抗技術及其武器裝備經過幾十年的發展，相對比較成熟，攻防雙方在一定條件下都有各自的對抗辦法和措施。傳統雷達對抗技術特點：干擾機的功率、干擾樣式、干擾效率相對較高，但雷達發射波形容易被偵測截獲。在電子偵測技術基礎上，雷達工作頻率、發射功率、工作模式、極化方式等可能被對方獲取。高重頻電磁脈沖輻射用于對雷達干擾可以降低干擾信號被截獲的概率，大大地提高了干擾機的反對抗能力。在電磁干擾方面，由于頻譜覆蓋因素，超寬帶技術一直在HPM領域受到重視，國外包括俄羅斯、美國、德國專家圍繞超寬帶高壓窄電子束源從五十年代到九十年代做了大量的工作。特別是俄羅斯從基礎科學研究到應用科學研究作了大量的工作。從他們的文獻報道上看：窄脈沖輸出幅度高達幾千伏、幾十千伏到上百千伏，重復頻率從幾十Hz到上百、千Hz，脈沖前沿上升時間達幾十到幾百ps，俄羅斯科學院的高功率電離快速恢復二極管上升時間達50ps。美國LOSAlamos國家實驗室、LawrenceLivermore國際實驗室、Sandia實驗室、Phillips實驗室對寬帶高壓窄電子束源及其寬帶天線也做了大量的研究工作。然而在超寬帶輻射研究中，盡管脈沖前沿達到了ps水平，由于其大部分頻譜成分仍然是直流到低頻的成分，使得超寬帶很難實現遠距離輻射，極大地限制了超寬帶在電磁干擾方面的應用。高重頻寬譜電磁脈沖干擾機作為一種新的發射超寬譜信號裝置，目前其信號頻譜寬度已達到P、L波段。目前存在的問題是：1)作用距離近，不能形成有效的保護；2)頻率不能覆蓋微波頻段。然而RBWO(相對論返波管)超輻射要求的脈沖功率電壓比較高(大于500kV)、同時還需要一套龐大的驅動磁場(大于3T)來約束相對論電子束同BWO器件相互作用，因此體積龐大的脈沖功率裝置和驅動磁場限制了RBWO超輻射技術的應用。

實用新型內容

本實用新型的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本實用新型的這些目的和其它優點，提供了一種高重頻低壓超輻射產生裝置，包括：

磁體，其為兩端設置有封蓋的圓柱體空腔；

返波管，其設置在所述磁體內，所述返波管的一端與所述磁體右端封蓋的內側連接使所述返波管與所述磁體形成同軸結構；

陰極，其設置所述磁體的左端封蓋的內側；且與所述返波管的另一端相對設置以向返波管發射電子束；所述陰極分別通過引線與外部高壓電源和加熱電源連接；

天線，其與所述磁體右端封蓋的外側密封連接，且與所述返波管連通以發射輻射信號；所述天線的外側密封設置；

真空泵，其與所述裝置的內部連通以使裝置腔內抽真空形成形成一定的真空度；

其中，所述返波管內沿所述陰極的電子發射端依次設置有反射腔、漂移段、慢波結構和阻抗變換；所述反射腔的長度為22mm，半徑為35mm；漂移段的長度為36mm，半徑為30mm；慢波結構的平均半徑為30mm，波紋幅值為5.5mm，長度為300～400mm；阻抗變換的長度為16mm，最小直徑為30mm，最大直徑為34mm。

優選的是，所述裝置還包括：

電流環，其設置在所述磁體的左端封蓋的外側以檢測陰極的電流；

真空規，其與所述裝置內部連通以測量空腔內的真空度；

絕緣子，其設置在所述引線進入裝置空腔內的一端并與裝置空腔內密封連接。

優選的是，所述陰極為LaB₆熱陰極，采用鎢絲間接加熱，加熱電源為1.5kW(30V，50A)時，陰極溫度達到1900度；所述陰極的發射面為環形，中心直徑φ54mm，寬度2mm，即外徑φ58mm，發射面積為3.4cm²，發射電流密度達到23.6A/cm²。

優選的是，所述返波管為擴展了束波互作用空間范圍的BWO器件，采用均勻波紋波導作為慢波結構束波互作用區，共36個結構周期，每個周期長度為10mm。

本實用新型至少包括以下有益效果：本實用新型利用BWO(返波管)的超輻射機制可以產生C波段窄脈沖的寬譜微波輻射，這樣的微波輻射可以同時滿足在電磁干擾方面的頻譜覆蓋和遠距離輻射兩方面的要求，而且體積比較小，利于裝置的小型化；同時，采用本發明所述的返波管，在器件使用時采用低壓(20～30kV)即可實現陰極電子束的產生。