[發(fā)明專利]一種基于TEM喇叭的可移動式電磁脈沖輻射波模擬器

有效

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• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109324245B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 朱湘琴;陳偉;杜太焦;張國偉;蔡利兵;易超龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R1/28;H01Q13/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發(fā)明提出一種基于TEM喇叭的可移動式電磁脈沖輻射波模擬器，能夠兼顧低頻輻射能力強及尺寸小的要求。該TEM喇叭為指數(shù)型漸變喇叭，即上、下極板的高度按指數(shù)規(guī)律變化；在指數(shù)型TEM喇叭的口面末端加載與口面同寬的金屬直板、加上傾斜金屬板、并在傾斜金屬板的始端經(jīng)電阻電連接。這樣，兩次使用金屬板導流，回避了常規(guī)TEM喇叭末端反射比較強的問題，實現(xiàn)了低頻輻射能力的增強；傾斜板始端的電阻，不僅吸收傾斜板上的電流，而且避免了對模擬器前向輻射場的反射干擾；傾斜板從口面向饋電端附近傾斜，從而達到了減小模擬器尺寸的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于TEM喇叭的可移動式電磁脈沖輻射波模擬器結(jié)構(gòu)。

背景技術

電磁脈沖模擬器可用于考核試驗裝備的電磁脈沖防護性能。為此，研制低成本、小型化、輕重量、可移動、極化方向可調(diào)、方向性較好的輻射式電磁脈沖場模擬器具有現(xiàn)實意義和實用價值。與籠形天線相比，作為電磁脈沖輻射波模擬器的TEM喇叭具有常阻抗、寬頻帶、方向性好、體積相對較小和有效試驗區(qū)面積較大等優(yōu)點，但有限長度的恒TEM喇叭存在低頻輻射性能差的缺點，且為了實現(xiàn)可移動的目的，又要求模擬器必須小型化。為此，有必要對可移動的、基于有限長度的TEM喇叭的輻射波模擬器進行提高低頻輻射特性及小型化的探索性研究和設計。

在超寬帶(UWB)頻段的TEM喇叭天線輻射研究中，在保持天線輻射方向上長度不變的情況下，若采用指數(shù)型板間距漸變形式，使得金屬板的總長度變長，會降低天線的低頻段工作頻率(欒珊在《哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文》2011年06月第41頁-第44頁，“超寬帶介質(zhì)加載天線的研究”)。另一方面，考慮到天線末端口面反射是影響天線低頻輻射效率的主要因素，有文獻(朱四桃等人發(fā)表在《強激光與粒子束》期刊2013年第25卷第1755頁，“TEM喇叭天線脈沖輻射特性”)在針對高功率微波UWB頻段的恒TEM喇叭天線研究的基礎上，提出了一種減小末端反射、提高天線低頻輻射效率的末端加載設計方法，即在恒TEM喇叭天線上極板和下極板末端各加載一塊寬度與天線口徑寬度相同的矩形金屬板，加載的兩金屬板與天線的口徑面在同一平面上，其設計思想是通過天線末端加載的導體，改變天線末端電流方向。此外，有文獻(Jing Xia等人發(fā)表在2009年第5屆無線電通信、網(wǎng)絡和移動計算國際會議第2頁，“Compact UWB Probe for Near-field Microwave Target Detection andImaging”)在UWB天線近場目標探測和成像技術領域使用的緊湊型TEM喇叭研究的基礎上，提出在指數(shù)型喇叭的上/下極板的張口端分別加上一個電阻、再通過電阻接上傾斜金屬板，并在傾斜金屬板的后端添加直立金屬板的方式，來提高該天線在UWB頻段的輻射性能和增益。

在基于TEM喇叭的電磁脈沖輻射波模擬器的設計中，單純地使用上述幾種方式可提高模擬器的低頻輻射能力從而展寬模擬器輻射近場的脈寬，但設計出的達到電磁脈沖脈寬要求的模擬器尺寸會很大，且在傾斜金屬板的后端添加直立的金屬板會增加反射，從而導致模擬器輻射近場的后延震蕩加劇，降低了模擬器的低頻輻射能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于TEM喇叭的可移動式電磁脈沖輻射波模擬器，能夠兼顧低頻輻射能力強及尺寸小的要求。

本發(fā)明的解決方案如下：

該基于TEM喇叭的可移動式電磁脈沖輻射波模擬器，包括由上、下極板構(gòu)成的TEM喇叭，所述TEM喇叭為指數(shù)型漸變喇叭，即上、下極板的高度按指數(shù)規(guī)律變化；所述上、下極板的末端分別向外側(cè)閉合連接有與喇叭口面相同寬度的豎立的金屬平板，記為一對豎立板；豎立板與上、下極板連接的一端記為始端，遠離上、下極板的一端記為末端；所述一對豎立板的末端分別閉合連接有向饋電端口傾斜的金屬板，記為一對傾斜板；傾斜板與豎立板連接的一端記為末端，遠離豎立板、饋電端口附近的一端記為始端；所述一對傾斜板的始端分別與所述上、下極板的始端保持間隙，并在軸向上超出饋電端口所在位置(即不影響并聯(lián)電阻的加載及激勵源的加載)；所述一對傾斜板的始端通過電阻進行電連接。

基于上述方案，本發(fā)明還進一步作了如下優(yōu)化：