【摘 要】
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本文介绍了一种新颖的同轴结构宽带高功率微波探测器,给出了它的设计、结构以及工作原理.理论上预测了它的功率容量及电压灵敏度.给出了宽带HPM探测器的测试和标定方法及结果.实验结果表明,同轴结构宽带HPM探测器在X、S、C波段有相似的灵敏度,均能较好地工作,其功率容量不小于40kW(1μs脉冲宽度),电压灵敏度较波导法兰式探测器有成倍的提高.与传统的波导法兰式探测器相比,宽带HPM探测器不仅具有工作频
【出 处】
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第七届全国激光科学技术青年技术交流会
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本文介绍了一种新颖的同轴结构宽带高功率微波探测器,给出了它的设计、结构以及工作原理.理论上预测了它的功率容量及电压灵敏度.给出了宽带HPM探测器的测试和标定方法及结果.实验结果表明,同轴结构宽带HPM探测器在X、S、C波段有相似的灵敏度,均能较好地工作,其功率容量不小于40kW(1μs脉冲宽度),电压灵敏度较波导法兰式探测器有成倍的提高.与传统的波导法兰式探测器相比,宽带HPM探测器不仅具有工作频带宽、电压灵敏度高的特点,而且结构紧凑,使用方便.
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分析了Cerenkov束波相互作用中使用单段均匀慢波结构的缺点,指出采用分段慢波结构可提高束波能量转化效率的可行性.通过粒子模拟方法,比较了两种结构中束波相互作用的物理图像,验证了理论分析结果,并说明了后者有束密度群聚充分、束电子速度分散小,产生微波效率高、频谱质量好,最佳工作电流大、输入电功率高等优点.
介绍了准光腔型自反馈虚阴极振荡器:利用光学谐振腔标量波动理论,分析了准光学谐振腔的腔场特性;并采用二维半全电磁PIC程序对器件进行了粒子模拟,得到了主频为6.6GHz,平均功率超过1.0GW,以准高斯模为主的微波输出,束波作用平均转换效率接近10﹪.
本文所提出的锥形慢波发生器具有不采用外加引导磁场、结构简单、易于提取微波等优点.利用粒子模拟程序进行了模拟计算,结果表明:锥形慢波发生器可以有效地产生高功率微波,微波功率达到1.25GW,转换效率为25﹪,频率介于4.80-4.92GHz;同时分析了电压、束流等参数对微波输出和转换效率的影响.
本文利用模式展开理论获得了相对论耦合腔行波管中慢电磁行波与电子注非线性互作用的三维理论模型,用其分析了Ka波段相对论耦合腔行波管中的非线性注波互作用过程.该模型包括三维高频场、三维电子运动,以及改进的三维交流空间电荷场.除此之外,该模型还能计算由扰动电子注激发的反向辐射,以及横向电子运动对注波互作用的直接影响.分析结果表明:空间电荷场对注波互作用影响很大,会造成互作用输出功率饱和位置推后,饱和值降
研究S波段高功率微波(high power microwave,HPM)辐射对大鼠海马形态与功能的影响.方法 采用S波段HPM辐射50只Wistar二级雄性大鼠,于伤后6h、1d、3d和7d通过Y迷宫检测学习和记忆能力的变化,并取海马组织,经光镜、尼氏体染色、原位末端标记和免疫组化等技术,研究海马组织损伤特点、细胞凋亡情况以及NSE和GFAP的表达变化.结果 HPM辐射后,大鼠的学习和记忆能力与对
阵列天线馈源的幅相一致特性是功率合成中关键技术.本文发展了行波管三维大信号非线性理论,考虑了谐波互作用情况,采用三维"塑性"宏粒子模型计算了交变空间电荷场;考虑了有限聚焦磁场;考虑了电位下沉效应.结合网络并行计算方法、软件工程学、可视化科学计算方法、面向对象技术,开发了可动态实时显示阵列天线馈源用行波管工作状态的可视化网络并行计算平台,利用该平台初步研究了阵列天线馈源的幅相一致特性.
本文用三维非线性理论的方法,对高功率同轴波导Ubitron放大器进行了研究.本装置采用环形相对论电子注与同轴波导的TE模相互作用.通过数值模拟,在Ku波段得到了2.4MW的功率输出,其效率为11﹪,带宽为32﹪.同时数值计算结果还表明:电子注的自场导致饱和功率减少,频带变窄,增益下降.因此在具体设计该器件时应考虑电子注自场的影响.本文还就如何提高器件工作效率提出了具体的措施.
波导中模数的测量是非常重要的问题,而波数谱分析仪具有识别精度高,不受系统中模式数目限制,可以在线测量等优点而受到高功率微波研究者的重视.波数谱分析仪的理论基础是由波导壁上的小孔阵辐射的主瓣方向角与波导内传播模式存在一定的关系,据此即可通过对辐射角的测定来进行模式识别.本文对等间距不同孔径分布的小孔阵列辐射方向图进行了分析,并进行了数值模拟计算,结果对波数谱仪的设计具有指导作用.
本文基于电弧与电极相互作用的热学模型分析了影响气体火花开关电极熔蚀的材料属性参数,并选取了黄铜、不锈钢、钨铜合金和高密度石墨四种典型电极材料在百千安微秒级电流下进行了电极熔蚀实验.实验结果表明,四种电极的质量亏损率与理论分析一致;电极熔蚀对不锈钢和钨铜合金放电稳定性影响相对较小.
本文介绍了X波段3GW相对论返波管的理论设计.重点对谐振反射器与慢波结构起始端之间的漂移段长度和慢波结构的周期个数对微波功率的影响进行了全电磁PIC数值模拟研究.模拟中首次观察到微波功率随漂移段长度的变化存在多个峰值,并给出了漂移段长度的优化条件.在优化参数下,当二极管的电压电流分别为1MV、15.1kA时,微波功率为4.4GW,频率9.6GHz,转换效率达到29.1﹪.