[發(fā)明專利]一種無工質(zhì)微波推力器的微波源自適應(yīng)調(diào)諧系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微波源自適應(yīng)調(diào)諧方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610165144.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN105790717B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于達(dá)仁;黎潤(rùn);劉輝;孫強(qiáng)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03C7/02
• 分類號(hào): H03C7/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

一種無工質(zhì)微波推力器的微波源自適應(yīng)調(diào)諧系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微波源自適應(yīng)調(diào)諧方法，涉及無工質(zhì)微波推進(jìn)領(lǐng)域。解決現(xiàn)有無工質(zhì)微波推力器微波源產(chǎn)生的微波頻率難以跟隨諧振腔因體積變化，造成的固有頻率變化的問題。壓力傳感器固定在圓臺(tái)形空腔諧振器的底部，并用于采集圓臺(tái)形空腔諧振器產(chǎn)生的推力信號(hào)，壓力傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與信號(hào)分析儀的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端連接，信號(hào)分析儀數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與控制器數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端連接，控制器低頻輸出端與調(diào)頻器的低頻信號(hào)輸入端連接，調(diào)頻器高頻信號(hào)輸出端與功率放大器頻率信號(hào)輸入端連接，功率放大器的頻率信號(hào)輸出端輸出的微波通過矩形波導(dǎo)輸出至圓臺(tái)形空腔諧振器的諧振腔內(nèi)。用于微波源進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)諧。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無工質(zhì)微波推進(jìn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無工質(zhì)微波推力器是一種新概念推力器，其不消耗燃料，利用微波源直接將微波輻射轉(zhuǎn)換為推力。該系統(tǒng)由圓臺(tái)形諧振腔、微波源、矩形波導(dǎo)和負(fù)載組成，其中微波源產(chǎn)生的微波通過矩形波導(dǎo)輸入到圓臺(tái)形諧振腔內(nèi)，當(dāng)諧振腔的固有頻率和微波源輸出的電磁波頻率相同時(shí)，電磁波在腔內(nèi)形成純駐波與電磁壓強(qiáng)梯度，從而能在諧振腔軸線方向產(chǎn)生推力。

目前，為了找到諧振空腔的諧振狀態(tài)，通常做法是加工不同尺寸的諧振腔，與微波源進(jìn)行匹配實(shí)驗(yàn)，從而確定最佳的諧振腔結(jié)構(gòu)。此方法的缺點(diǎn)是推力器在工作過程中無法調(diào)整。考慮到太空環(huán)境下溫差變化很大，會(huì)造成諧振體積發(fā)生變化，容易造成諧振腔的諧振頻率發(fā)生變化，因此，需要解決諧振腔的調(diào)諧問題。

目前所采用的調(diào)諧方法是在諧振腔上采用一個(gè)活塞，連續(xù)對(duì)腔體進(jìn)行微調(diào)，但是，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積和質(zhì)量增加，而且自動(dòng)控制電路增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

目前，都采用固定的微波源(比如說，磁控管微波源)，這些微波源只能發(fā)出固定頻率的微波(如，2.43GHZ)，為了克服以上方法的局限性，因此，需要開發(fā)一種自適應(yīng)調(diào)諧的微波源，自動(dòng)跟隨諧振腔的體積變化并改變微波頻率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有無工質(zhì)微波推力器微波源產(chǎn)生的微波頻率難以跟隨諧振腔因體積變化，造成的固有頻率變化的問題，本發(fā)明提供了一種無工質(zhì)微波推力器的微波源自適應(yīng)調(diào)諧系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微波源自適應(yīng)調(diào)諧方法。

一種無工質(zhì)微波推力器的微波源自適應(yīng)調(diào)諧系統(tǒng)，它包括圓臺(tái)形空腔諧振器、壓力傳感器、信號(hào)分析儀、矩形波導(dǎo)、控制器、無線通訊電路和微波源，所述的微波源包括功率放大器和調(diào)頻器；

壓力傳感器固定在圓臺(tái)形空腔諧振器的底部，并用于采集圓臺(tái)形空腔諧振器產(chǎn)生的推力信號(hào)，

壓力傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與信號(hào)分析儀的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端連接，信號(hào)分析儀的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端連接，控制器的低頻輸出端與調(diào)頻器的低頻信號(hào)輸入端連接，調(diào)頻器的高頻信號(hào)輸出端與功率放大器的頻率信號(hào)輸入端連接，功率放大器的頻率信號(hào)輸出端輸出的微波通過矩形波導(dǎo)輸出至圓臺(tái)形空腔諧振器的諧振腔內(nèi)；

無線通訊電路用于實(shí)現(xiàn)控制器與終端設(shè)備間的通訊。

采用一種無工質(zhì)微波推力器的微波源自適應(yīng)調(diào)諧系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微波源自適應(yīng)調(diào)諧方法，該方法包括如下步驟：

步驟一、控制器通過無線通訊電路實(shí)時(shí)的接收地面發(fā)送的控制指令，控制器根據(jù)接收的控制指令，向調(diào)頻器發(fā)出低頻信號(hào)，該低頻信號(hào)由起點(diǎn)值以0.05Hz為間隔依次遞增發(fā)送直至終值，

步驟二、調(diào)頻器對(duì)接收的低頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并輸出高頻信號(hào)至功率放大器，功率放大器對(duì)接收的高頻信號(hào)進(jìn)行功率放大后，通過矩形波導(dǎo)傳輸至圓臺(tái)形空腔諧振器的諧振腔內(nèi)；

步驟三、壓力傳感器實(shí)時(shí)的檢測(cè)圓臺(tái)形空腔諧振器產(chǎn)生的推力，并將檢測(cè)的推力信號(hào)通過信號(hào)分析儀送至控制器，