摘要：针对HPM(High Power Microwave)辐射天线面临的功率容量(即辐射窗在真空侧的击穿)问题,论文借鉴脉冲功率系统中提高绝缘介质耐压强度的措施,利用微波辐射场中,当细导线同电场垂直时不影响天线辐射场的特点,在辐射窗中引入了均匀环。结合BWO(Backward-wave Oscillator)器件输出微波特点(输出微波模式为TM01模),将均压环安放在含刻槽介质面窗口,均压环与电场方向垂直,设计了基于均压环的新型HPM辐射天线窗,结合CST软件仿真可知,这种天线窗并不影响天线的辐射。将其应用于BWO实验,实验表明:在束压1 MV,束流10 kA,效率30%时,同普通天线窗相比较,得到器件脉宽从40 ns变为60 ns的稳定微波输出。

摘要：本文研究了高阻表面型EBG,其蘑菇形二维周期结构具有紧致特性,周期和单元尺寸远小于工作波长,非常适合于阵列天线设计,它的表面波抑制特性有助于改善天线性能。采用Mushroom-like EBG结构形式,针对12GHz频率完成初始结构参数选取,利用同轴探针模型给予验证。随后加载于波导缝隙阵列,采用HFSS模拟软件,通过优化设计,降低了方向图副瓣及后瓣,其中对第二副瓣和后瓣的抑制优于2d B,前向辐射也有所增加,达到了改善天线辐射特性的目的。

摘要：为了揭示十二烷基苯中沿面闪络的发展过程,并研究有效提高脉冲功率装置绝缘爬电距离的方法,通过实验对不同脉冲前沿、不同电场形式下有机玻璃和尼龙6在负脉冲电压下的沿面闪络电压进行了测量,结果发现,随着脉冲陡度的增加,沿面闪络电压增大。随着沿面距离的增大,闪络电压升高,但闪络场强降低。电场越不均匀,越容易发生闪络,并且在极不均匀场中,较大距离时,闪络电压随沿面距离的增长趋势变缓,出现了明显的拐点。研究认为,液体介质中的沿面闪络与真空中的沿面闪络具有相似的闪络机制,沿面闪络是在气化的通道内完成的,实验的结果可以为脉冲功率装置的绝缘设计提供参考。

摘要：研制了一种性能优良的全固态C频段高效率移相氮化镓(GaN)功率放大器模块。介绍了该功放模块设计方案及工作原理,并给出了该功放模块技术参数实验测试结果。该模块输出功率30W,带宽10MHz,带有6位移相功能,具有C频段高频率、固态、小型化、高效率、高功率密度、高击穿电压特性,是一种目前国内外尚无类似集成设计的最新高性能氮化镓(GaN)功率放大器模块。因其功放模块输出末级采用了美国Cree公司第三代宽禁带GaN功放管优化设计,实现了固态C频段高效率功率输出。

摘要：在速调管放大器中,中间谐振腔一方面可以提高器件的放大增益,另一方面也容易产生杂频振荡,影响器件正常工作。针对这种杂频振荡的影响,在三腔相对论速调管的基础上发展了四腔相对论速调管。采用PIC粒子模拟软件从整管上对四腔强流相对论速调管放大器的冷腔结构、束波互作用、微波提取等方面进行研究。为得到输出功率和效率的最优值,结构上采用低互作用输入腔,设计了阶梯状结构漂移管,通过对输出腔作用间歇进行优化处理抑制电子回流。模拟结果表明整管微波模拟输出功率达了3.7 GW,效率22%,增益56 dB,1 dB带宽74 MHz,并实现了对杂频振荡的抑制。

摘要：针对高功率微波引导磁场的实际情况,根据线性规划算法,设计了一种新颖的分段式高均匀度螺线管。这种螺线管设计以电流密度为变量,以磁场均匀度为约束条件,以磁体总体积为目标函数,利用MATLAB计算可行域内的电流密度值,将可行域的最大值作为线圈电流存在的区域,通过复杂形状的骨架加工及线缆缠绕而制成。通过分析比较常规螺线管和新设计螺线管的电学参数和磁场位形分布,认为在中心磁场强度大小相等和其他因素相同的条件下,新设计的螺线管磁场轴向不均匀度从9.8%降低至0.68%,这种利用线性规划算法设计的分段式螺线管磁体通过改进绕线工艺和机械结构可以实现高均匀度,并具有很强的推广性。

摘要：针对高功率微波(HPM)源的引导磁场需求,设计并研制了一套基于超级电容储能方式的秒级脉冲磁场系统。首先简要说明了基于超级电容储能方式磁场系统的基本原理和计算方法,接着详细讨论了超级电容磁场电源设计和对应的螺线管磁场线圈设计,最后通过模拟和实验验证了储能型磁场系统可以输出秒级磁场脉冲,满足高功率微波磁场需求。结果显示,超级电容脉冲磁场输出稳定,磁场位形较好,比较适宜于高功率微波源系统的外加磁场系统。最后分析了设计和仿真过程中的问题并展望了此类技术的应用前景。

摘要：设计了一种紧凑型同轴结构快前沿Marx发生器,该发生器采用3.3 nF陶瓷电容器作为储能电容,用螺旋形空芯电感作为充电电感,通过各级气体火花开关迅速放电在负载上产生电压脉冲。为使整个Marx发生器结构紧凑,将电容器、气体开关、充电及隔离电感设计为同轴一体化结构,并放置在一个密封的金属圆筒内,通过充氮气和六氟化硫的混合气体来绝缘。采用理论及电路模拟的方法,分析了开关导通状态、分布电容、回路电感等因素对输出波形的影响。Marx发生器的基本运行参数为:十二级Marx发生器在负载50Ω时输出电压150 kV,开路电压达240 kV,负载输出波形脉冲宽度25 ns,上升时间约10 ns,脉冲功率源能量为7.9 J。

摘要：设计了一套具有低输出抖动的小型Marx型触发源系统。将充电、触发电源等进行了整体集成,结合高储能密度的四端型薄膜电容器设计,实现了系统的紧凑化,体积仅0.20 m3。将场畸变气体开关电极设计为环形轨道状,采用平面触发方式,以利于开关的低抖动输出和稳定工作。该系统输出电压、工作频率分别在10~90 k V,1~30 Hz范围内独立可调。以30 Hz重复频率工作300次,输出抖动的最大偏差(极差)仅为13.0 ns。相比30 Hz、30次结果,工作时间延长了9倍,输出抖动极差仅增加了38%,表现出极低的输出抖动和高的稳定性,是一种理想的高压触发源系统。

摘要：对比研究了真空管道中环形电子束与位于束团中心的实心束在管道壁上产生的场分布,证明束流位置探测(BPM)技术可用于电流密度均匀分布的环形电子束位置测量。采用点密度不均匀性模型,分析了环形电子束角向不均匀性对测量精确度的影响。结果显示,当环形电子束电流密度不均匀性为10%时,对位置分辨率精确度的影响为0.1 mm。初步开展了BPM系统设计,并对纽扣电极半径和输出端口半径进行了优化设计。