[發明專利]一種電磁脈沖輻射特性測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 202110642471.2
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113433395B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 林晨;夏亞東;李廷帥
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

1.一種用于測量激光與物質相互作用環境中電磁脈沖輻射特性的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置包括：計算機、控制器、六軸電控平臺、垂直支撐桿、旋轉電控臺、水平支撐桿、軌道固定器、天線電控導軌、刻度板、天線、示波器、平移臺超聲波雷達系統、導軌超聲波雷達系統和遠程控制端；其中，計算機通過通信線纜連接至控制器；控制器通過通信線纜分別連接至六軸電控平臺、旋轉電控臺和天線電控導軌；垂直支撐桿的底端固定在六軸電控平臺上；在六軸電控平臺的邊緣設置平移臺超聲波雷達系統；在垂直支撐桿的頂端安裝旋轉電控臺，旋轉電控臺的旋轉軸位于水平方向；水平支撐桿的底端安裝在旋轉電控臺上，水平支撐桿位于旋轉電控臺的旋轉軸上；在水平支撐桿的頂端安裝軌道固定器；天線電控導軌安裝在軌道固定器上，天線電控導軌為一個或多個圓形軌道，每個圓形軌道所在的平面構成各自的軌道平面，每一個圓形軌道的旋轉軸垂直于所在的軌道平面且位于圓形軌道的圓心上，對于多個圓形軌道，各相鄰的圓形軌道之間的間隔角相等；天線電控導軌上設置的天線的總數量為n，平均分配在天線電控導軌的一個或多個圓形軌道上；在同一個圓形軌道上，每根天線之間的間隔角度為在沿著天線電控導軌的每個圓形軌道的邊緣設置有環形的角度刻度板；在天線電控導軌的中心設置靶；天線連接至衰減器，衰減器連至示波器；示波器連接至計算機；在天線電控導軌的外邊緣設置導軌超聲波雷達系統；平移臺超聲波雷達系統和導軌超聲波雷達系統分別連接至計算機，計算機放置于靶室外的靶場；

進行激光打靶實驗，根據刻度板刻有的角度信息，計算機控制天線電控導軌的圓形軌道在各自的軌道平面內圍繞圓心旋轉，將n個天線設置在設定的角度上；激光器發出激光脈沖至靶，誘導電磁脈沖，n個天線采集電磁脈沖，通過示波器傳輸至計算機；每打完一發激光脈沖，旋轉電控臺旋轉控制天線電控導軌帶動n個天線繞旋轉電控臺的旋轉軸旋轉Δα＝180°/(s×m)，Δα為球面旋轉間隔角，s為圓形軌道的數量，m為激光脈沖的數量也是球面旋轉的次數，即每打一發激光脈沖，進行一次球面旋轉，m≥2，直至m發激光脈沖后，帶動n個天線完成球面掃描；計算機控制天線電控導軌的圓形軌道在各自的軌道平面內圍繞圓心旋轉Δθ，Δθ為軌道平面內旋轉間隔角，w≥2是決定掃描精度的系數，w越大掃描越精細，繼續打m發激光脈沖，旋轉電控臺，帶動n個天線完成球面掃描，直至天線電控導軌的圓形軌道平面內旋轉w次，即每一平面內旋轉的角度對應m個球面旋轉的角度，每一球面旋轉的角度對應激光器發出一發激光脈沖至靶，一共進行m×w次打靶；在實驗過程中，平移臺超聲波雷達系統和導軌超聲波雷達系統，分別監控六軸電控平臺和天線電控導軌的位置，并將位置信息傳輸至計算機，計算機控制六軸電控平臺和天線電控導軌的位置，保證了裝置的安全運行，防止發生碰撞；計算機將位置信息傳輸至遠程控制端，并通過遠程控制六軸電控平臺和天線電控導軌的位置，實現了裝置的遠程監視和控制功能；計算機根據天線采集的電磁脈沖信號，計算得出各空間點位的電磁脈沖的實際的電場時域信號、實際的電場頻域信號和實際的磁場強度值，然后進行空間描點，畫出電磁脈沖輻射的空間分布圖。

2.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述軌道固定器為一對圓環，分別位于天線電控導軌的兩端，圓環所在的平面為豎直平面；在軌道固定器面對天線電控導軌的表面設置有多個均勻分布的安裝凹槽，各個安裝凹槽之間等間距角，安裝凹槽的寬度等于多天線導軌的寬度。

3.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述天線電控導軌包括兩個導軌交叉連接器以及一對或多對多天線導軌，兩個導軌交叉連接器與一對或多對多天線導軌組合構成一個或多個完整的圓形軌道；對于多個圓形軌道，呈中心對稱分布，具有共同的一對頂點，相鄰的圓形軌道之間的間隔角相等，相鄰的圓形軌道之間的間隔角為π/s，s為圓形軌道的數量。

4.如權利要求3所述的測量裝置，其特征在于，所述導軌交叉連接器為多個相同的短圓弧，短圓弧的數量等于圓形軌道的數量，多個相同的短圓弧呈中心對稱分布，中心交叉于一個共同的中心點，中心點位于水平方向穿過圓形軌道的頂點上；兩個導軌交叉連接器的相對應的一對短圓弧與其中的一對多天線導軌組合構成一個完整的圓形軌道，短圓弧的寬度等于安裝凹槽的寬度；導軌交叉連接器位于軌道固定器的圓環的內部，導軌交叉連接器嵌在軌道固定器的安裝凹槽內。