具有电介质衬套的多波切仑柯夫振荡器

提出了具有电介质衬套的多波切仑柯夫振荡器的概念,并采用粒子模拟方法对之进行了研究。结果表明：电介质衬套能使器件在较低二极管电压下正常工作,同时,在低电压区的辐射效率明显提高。这对开发多波切仑柯夫振荡器在爆磁压缩产生高功率微波等领域的应用具有参考价值。研究还发现：微波频率随电介质的介电常数增大而单调下移,电介质的介电常数及导引磁场的强度均具有最佳值。     

微波反馈调制型虚阴极振荡器的粒子模拟

用三维全电磁PIC方法对一种利用反馈微波信号调制入射电子束的新型虚阴极振荡器进行了粒子模拟研究。在外加450kV电压的自洽发射状态下,得到的微波峰值输出功率可达数百兆瓦,微波主频位于C波段,瞬时峰值效率≥5％,主模式为TE10模,与试验结果符合较好。     

利用行波管放大器产生微波波段拍波实验

介绍了一种先利用初级源进行小功率合成产生微波波段拍波 ,然后再用单只行波管放大器进行功率放大产生较高功率微波波段拍波脉冲的方法 ,目的在于为高功率微波效应研究提供方便、实用的拍波效应源。实验结果显示 :利用单只行波管放大器可以在微波波段产生拍频为 1MHz～几百MHz的拍波 ,并可以调节两个频率分量在总输出中的功率比例 ,实验获取的拍波脉冲输出功率为 2kW ,脉冲重复频率为 10kHz。实践证明 ,这种方法可以满足部分高功率微波拍波效应研究的需要 ,有一定的推广应用价值     

C波段磁绝缘传输线振荡器数值模拟与分析

用二维全电磁PIC方法对改进的磁绝缘传输线振荡器 (MILO)进行了模拟 ,对MILO的各项参数进行了研究 ,得到输入电压和慢波结构对MILO输出影响的规律。同时在实验上观察到与数值计算相一致的MILO工作主频不随输入电压变化的结果以及实验上证实MILO有明显的起始工作电压。     

束流调制型虚阴极振荡器的研究

运用改进的\"环形输运\"模型和粒子模拟方法研究了调制型虚阴极振荡器中束流调制参数变化对虚阴极振荡器特性的影响。研究结果表明:束流的调制对虚阴极振荡器的运行性能有显著的影响,对电子束流进行适当的调制可以显著提高器件的束波转换效率。研究结果为设计高性能的虚阴极振荡器提供了基础。     

轴向提取反馈式虚阴极振荡器的结构设计与特性

为进一步提高虚阴极振荡器输出微波的功率和效率,同时为使其输出微波的频率更加稳定、模式更加单纯,设计了一种轴向提取的反馈式虚阴极振荡器,并利用粒子模拟方法分析了反馈装置对输出微波的影响,得到了一些规律性的认识。模拟结果表明,在相同的运行条件下,与不加反馈装置时的普通虚阴极振荡器相比,这种反馈式虚阴极振荡器的微波输出功率可以提高两倍以上,而且带宽窄、模式纯。     

同轴虚阴极的粒子模拟

采用 2 12 维全电磁模相对论PIC粒子模拟程序对同轴虚阴极振荡器进行了数值模拟。通过改变装置的结构参数和电气参数等方法 ,对该类装置取得了一系列规律性的认识。通过模拟还发现 ,对要求的频段 ,通过加入电子收集极的方法 ,可以有效地提高功率和压制倍频现象的发生。     

差分压控振荡器中单粒子瞬变的研究

压控振荡器(VCO)是锁相环(PLL)中对于单粒子瞬变(SET)最为敏感的部件之一.基于180nm体硅CMOS工艺设计了一款经典的对称负载结构差分VCO电路,并利用电流源表征单粒子效应中电荷沉积和收集的过程,模拟了VCO电路的SET响应.模拟和分析表明,SET响应不仅取决于入射能量、振荡频率,还受到轰击时刻的制约,不同轰击时刻产生的最大相位差可以相差300°以上.此外,偏置电路某些结点最为敏感,可以放大SET的影响,导致时钟失效长达7个周期.     

行波提取型同轴渡越时间振荡器模拟

提出了一种行波提取型同轴渡越时间振荡器,器件的提取腔采用了类膜片加载的扩展互作用腔结构,具有束波作用效率高,电子束空间电势能低等优点。提取腔的电场结构为3π/2模,与传统的类π模结构相比,提高了微波群速度,有利于微波能量的提取。通过引入前置反射腔,提高了调制腔的品质因数,显著降低了起振时间。利用数值模拟软件对所设计的器件进行了模拟和优化,在二极管电压530kV,二极管电流12.8kA,外加导引磁场0.7T的条件下,得到了2.41GW的输出功率,微波频率7.76GHz,束波功率转换效率达到35.5%。     

高功率微波对YBCO超导材料的改性

用固相反应法制备了123相YBCO超导块材。利用超导电性（Tc）测量、扫描电镜（SEM）等方法研究了高功率微波加载及退火处理对YBCO样品的影响。电阻－温度关系曲线表明,处理后的样品在超导起始转变温度Tco≈90K处由半导体型向超导转变,超导转变宽度△T增大。SEM结果显示,晶粒大大细化。作者认为,由于高功率微波对样品的瞬时高压作用,在样品中引入了阻碍磁通蠕动的钉扎中心,同时,退火处理改善了晶粒之间的弱连接,为提高临界电流密度Jc创造了条件。     

电磁脉冲对高频结构的热效应分析

对于Cerenkov型器件,由高频结构温升引发的热脱附会造成的射频击穿,进而导致输出功率降低和脉冲缩短。基于此,研究了电磁脉冲对高频结构的加热温升效应,推导了高频结构的温升公式,指出了理论公式的适用范围,并给出了数值求解试件温升的方法。以二周期1 MV·cm^-1的高频结构为例,进行了温升的数值计算和仿真研究。结果表明,脉宽100 ns的单脉冲对不锈钢试件的温升效应明显高于其他材料。当系统工作在高重频时,电磁脉冲的温升作用可能使金属材料达到气体脱附的阈值从而引发气体脱附形成局部高压。该研究可为高功率微波源中的气体脱附以及射频击穿等研究提供参考。     

定向能武器技术的发展动向

随着激光、新材料、微电子、声光、电光等高技术的发展,利用各种束能产生强大杀伤威力的定向能武器已引起世界高度重视。定向能武器成为战场上高速移动目标的"克星",是能有效制敌的"杀手锏"装备,对未来作战样式和形态具有重要影响。文章系统分析了定向能武器的军事应用前景,详细剖析了世界定向能武器技术的研究进展及发展动向,给出了未来要大力发展的激光武器、高功率微波武器和粒子束武器关键技术,对于加快我军定向能武器装备发展,提升非对称制衡能力,具有十分重要的意义。     

高功率微波对 YBCO 超导材料临界电流密度Jc 的影响

用固相反应法制备了三组123相YBCO超导块材,利用高功率微波对三组样品进行辐照处理,分别测量其临界电流密度Jc,实验结果表明,适当的微波辐照有利于提高超导样品的临界电流密度Jc,一次照射与未照射的样品相比较,Jc提高了近一个数量级.     

Ku波段高功率TM0n-TM01混合模式转换器设计(高功率微波专题组稿)*

由于过模Ku波段高功率微波返波管通常输出TM0n混合模式,在保证较高能量转换效率的条件下,难以同时兼顾其输出模式的纯度,而辐射终端为达到理想发射效果则要求单一模式馈入,这就给输出混合模式微波源的实际应用带来困难。针对这一技术难点,本文提出了一种结构紧凑的TM0n-TM01（n ≤ 3）混合模式转换器的设计方法,可以实现在高功率容量条件下,较宽频带范围内,高效地将TM0n混合模式转换为单一的TM01模,降低了此类高频段HPM源模式纯化设计的难度。     

Ku波段高功率TM0n-TM01 混合模式转换器设计

由于过模Ku波段高功率微波返波管通常输出TM0n混合模式,在保证较高能量转换效率的条件下,难以同时兼顾其输出模式的纯度,而辐射终端为达到理想发射效果又要求单一模式馈入,这就给输出混合模式微波源的实际应用带来了困难。针对这一技术难点,提出一种结构紧凑的TM0n-TM01(n≤3)混合模式转换器的设计方法,实现在高功率容量条件下和较宽频带范围内,高效地将TM0n混合模式转换为单一的TM01模,降低了此类高频段高功率微波源模式纯化设计的难度。