[發明專利]測試腔、HPM傳輸波導擊穿實驗裝置及研究擊穿問題的方法

有效

• 申請號: 201710458208.1
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107238784B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 謝佳玲;陳昌華;伍成;常超;曹亦兵
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01R31/24
• 分類號: G01R31/24;G01R31/25;G01R31/12;H01J23/20;H01J9/42
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.用于HPM傳輸波導擊穿實驗的測試腔，其特征在于：所述測試腔為雙微波腔，包括兩個相同的反射腔；所述反射腔的內腔為圓筒狀結構，反射腔的半徑r_a和寬度l_a滿足當測試腔內注入TM₀₁模式的電磁波時，反射腔內激勵起的電磁波為TM₀₂₀模式；沿反射腔軸向方向，反射腔內電場分布非對稱，反射腔兩側場強幅值差至少為300kV/cm；

兩個反射腔通過第一直波導相連，兩個反射腔之間的距離l_c為15-25mm；

兩個反射腔的自由端分別連接有長度均大于50mm的第二直波導和第三直波導；

所述第一直波導、第二直波導和第三直波導均為圓波導。

2.根據權利要求1所述的用于HPM傳輸波導擊穿實驗的測試腔，其特征在于：所述反射腔的半徑r_a為30.5-31.7mm，寬度l_a小于等于10mm。

3.根據權利要求2所述的用于HPM傳輸波導擊穿實驗的測試腔，其特征在于：所述第二直波導和第三直波導的長度均為100mm。

4.根據權利要求1、2或3所述的用于HPM傳輸波導擊穿實驗的測試腔，其特征在于：所述第一直波導、第二直波導和第三直波導的內徑相等。

5.HPM傳輸波導擊穿實驗裝置，包括依次相連的微波源、第四直波導、第一耦合器、第五直波導、測試腔、第二耦合器；第四直波導和第五直波導均為圓波導；

其特征在于：

所述第四直波導的長度至少為1m；

所述第五直波導的長度為0.8m-3.3m；

所述測試腔采用權利要求1至4任一所述的測試腔。

6.根據權利要求5所述的HPM傳輸波導擊穿實驗裝置，其特征在于：所述第一直波導、第二直波導、第三直波導、第四直波導和第五直波導的內徑相等。

7.根據權利要求5或6所述的HPM傳輸波導擊穿實驗裝置，其特征在于：還包括依次連接在第二耦合器輸出端的模式轉換器和饋源喇叭。

8.利用權利要求5至7任一所述的HPM傳輸波導擊穿實驗裝置研究擊穿問題的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)材料閾值獲?。?/p>

1.1)選取不同場強的n個測試腔，按照場強從小到大的順序將測試腔依次編號，記為S1、S2、S3、……、Sn；所述n個測試腔的整腔材料均相同；

1.2)利用模擬軟件獲取測試腔S1、S2、S3、……、Sn的發射面的最高場強；

1.3)獲取電子發射閾值：

1.3.1)將測試腔S1安裝至擊穿實驗裝置中；

1.3.2)開展擊穿實驗；

1.3.3)觀察測試腔S1發射面和轟擊面的痕跡，若有痕跡，則測試腔S1發射面的最高場強即為發生大量電子發射的閾值；若無痕跡，執行步驟1.3.4)；

1.3.4)用測試腔S2替換測試腔S1，返回步驟1.3.2)；

1.3.5)重復步驟1.3.2)-1.3.4)直至獲取發生大量電子發射的閾值；

1.4)獲取擊穿閾值：

1.4.1)利用將一段直波導替換擊穿實驗裝置的測試腔后，開展擊穿實驗，獲得輻射場波形后將所述直波導移除；

1.4.2)將測試腔S1安裝至擊穿實驗裝置中；

1.4.3)開展擊穿實驗，獲取輻射場波形；

1.4.4)將步驟1.4.3)獲得的輻射場波形與步驟1.4.1)獲得的輻射場波形進行對比，若脈寬有縮短，則擊穿閾值為測試腔S1發射面的最高場強；若脈寬無縮短，則執行步驟1.4.5)；

1.4.5)用測試腔S2替換測試腔S1,返回步驟1.4.3)；

1.4.6)重復步驟1.4.3)-1.4.5)直至獲取擊穿閾值；

上述步驟中測試腔外加同一軸向磁場。