[發(fā)明專(zhuān)利]一種電磁脈沖輻射特性測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110642471.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113433395B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林晨;夏亞?wèn)|;李廷帥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R29/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R29/08
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

本發(fā)明公開(kāi)了一種電磁脈沖輻射特性測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制六軸電控平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)電控臺(tái)和天線(xiàn)電控導(dǎo)軌，并結(jié)合超聲波雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行防碰撞安全聯(lián)鎖保護(hù)，從而控制分布在一個(gè)或多個(gè)圓形軌道的n個(gè)天線(xiàn)完成在各個(gè)角度下的球面掃描，計(jì)算得出各空間點(diǎn)位的電磁脈沖的實(shí)際的電場(chǎng)時(shí)域信號(hào)、實(shí)際的電場(chǎng)頻域信號(hào)和實(shí)際的磁場(chǎng)強(qiáng)度值，然后進(jìn)行空間描點(diǎn)，畫(huà)出電磁脈沖輻射的空間分布圖；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光打靶產(chǎn)生電磁脈沖測(cè)量的本地和遠(yuǎn)程控制，以及電磁脈沖的時(shí)間和空間輻射特性的精確掃描。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高能量密度物理的診斷技術(shù)，具體涉及一種用于測(cè)量激光與物質(zhì)相互作用環(huán)境中電磁脈沖輻射特性的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)隨著全球環(huán)境污染和能源危機(jī)越發(fā)嚴(yán)重，對(duì)可持續(xù)能源的開(kāi)發(fā)及其相關(guān)技術(shù)的探索成為世界關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)慣性約束聚變(Inertial Confinement Fusion,ICF)實(shí)現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)所生產(chǎn)的能源具有清潔性、可控性和高效性等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)際核物理重要的前沿研究領(lǐng)域之一。

激光慣性約束聚變是實(shí)現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)的重要方法之一，但是在激光打靶產(chǎn)生核聚變能的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱電子，并由此誘導(dǎo)強(qiáng)電磁脈沖的輻射，這些電磁脈沖會(huì)以靶點(diǎn)為中心向外傳播，它們可以穿過(guò)激光打靶的靶室，進(jìn)入靶室外的靶場(chǎng)，它們的輻射范圍大、能量大、頻帶寬，不僅會(huì)干擾打靶過(guò)程中的物理實(shí)驗(yàn)，甚至還將損壞靶室內(nèi)和靶場(chǎng)中的精密診斷設(shè)備和實(shí)驗(yàn)輔助設(shè)備。因此對(duì)此環(huán)境下電磁脈沖的測(cè)量和研究也是人們一直關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)電磁脈沖的準(zhǔn)確測(cè)量也為后續(xù)的電磁防護(hù)工作奠定了基礎(chǔ)。

但是，目前的電磁脈沖測(cè)量裝置大多還采用定點(diǎn)測(cè)量的方式，如果需要變換位置，需要在激光打靶前進(jìn)入靶室進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，因此還存在一些問(wèn)題：脈沖的空間分布測(cè)量不全面、脈沖的隨時(shí)間的演變測(cè)量不全面、測(cè)量設(shè)備的控制靈活性不高以及測(cè)量設(shè)備在不同環(huán)境下的通用性不高，這些因素就影響了后續(xù)對(duì)電磁脈沖特性的精確分析。

綜上所述，如何快速靈活地獲取電磁脈沖的時(shí)間和空間分布特性對(duì)電磁脈沖的分析研究尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種用于測(cè)量激光與物質(zhì)相互作用環(huán)境中電磁脈沖輻射特性的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于測(cè)量激光與物質(zhì)相互作用環(huán)境中電磁脈沖輻射特性的測(cè)量裝置。

本發(fā)明的用于測(cè)量激光與物質(zhì)相互作用環(huán)境中電磁脈沖輻射特性的測(cè)量裝置包括：計(jì)算機(jī)、控制器、六軸電控平臺(tái)、垂直支撐桿、旋轉(zhuǎn)電控臺(tái)、水平支撐桿、軌道固定器、天線(xiàn)電控導(dǎo)軌、刻度板、天線(xiàn)、示波器、平移臺(tái)超聲波雷達(dá)系統(tǒng)、導(dǎo)軌超聲波雷達(dá)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制端；其中，計(jì)算機(jī)通過(guò)通信線(xiàn)纜連接至控制器；控制器通過(guò)通信線(xiàn)纜分別連接至六軸電控平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)電控臺(tái)和天線(xiàn)電控導(dǎo)軌；垂直支撐桿的底端固定在六軸電控平臺(tái)上；在六軸電控平臺(tái)的邊緣設(shè)置平移臺(tái)超聲波雷達(dá)系統(tǒng)；在垂直支撐桿的頂端安裝旋轉(zhuǎn)電控臺(tái)，旋轉(zhuǎn)電控臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸位于水平方向；水平支撐桿的底端安裝在旋轉(zhuǎn)電控臺(tái)上，水平支撐桿位于旋轉(zhuǎn)電控臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸上；在水平支撐桿的頂端安裝軌道固定器；天線(xiàn)電控導(dǎo)軌安裝在軌道固定器上，天線(xiàn)電控導(dǎo)軌為一個(gè)或多個(gè)圓形軌道，每個(gè)圓形軌道所在的平面構(gòu)成各自的軌道平面，每一個(gè)圓形軌道的旋轉(zhuǎn)軸垂直于所在的軌道平面且位于圓形軌道的圓心上，對(duì)于多個(gè)圓形軌道，各相鄰的圓形軌道之間的間隔角相等；天線(xiàn)電控導(dǎo)軌上設(shè)置的天線(xiàn)的總數(shù)量為n，平均分配在天線(xiàn)電控導(dǎo)軌的一個(gè)或多個(gè)圓形軌道上；在同一個(gè)圓形軌道上，每根天線(xiàn)之間的間隔角度為在沿著天線(xiàn)電控導(dǎo)軌的每個(gè)圓形軌道的邊緣設(shè)置有環(huán)形的角度刻度板；在天線(xiàn)電控導(dǎo)軌的中心設(shè)置靶；天線(xiàn)連接至衰減器，衰減器連至示波器；示波器連接至計(jì)算機(jī)；在天線(xiàn)電控導(dǎo)軌的外邊緣設(shè)置導(dǎo)軌超聲波雷達(dá)系統(tǒng)；平移臺(tái)超聲波雷達(dá)系統(tǒng)和導(dǎo)軌超聲波雷達(dá)系統(tǒng)分別連接至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)放置于靶室外的靶場(chǎng)；