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。     

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。     

比例导引下的舷外高功率微波平台作战使用仿真研究

针对舷外高功率微波平台可以实现舷外有源干扰以及高功率微波电磁毁伤两种作战样式,构建了舷外高功率微波平台反导作战基本流程,建立了其反导作战仿真模型,分析了影响舷外有源干扰有效辐射时间和高功率微波电磁毁伤前门耦合脉冲功率的作战要素。仿真结果表明:在已知比例导引系数和导弹速度的情况下,存在最优的平台布设方向、距离使得舷外有源干扰有效辐射时间最长;高功率微波电磁毁伤前门耦合脉冲功率可达MW级,且存在前门耦合最大功率的突变点。     

基于复合左右手传输线90°移相器的设计

复合左右手传输线的提出在无线通讯领域将有很大的应用前景,也为微波传输线和微波元件的设计提供了一种新思路.根据复合左右手传输线的相位特性及频带展宽原理设计了一个90°移相器,该移相器理论上可以实现L波段从f_1到f_2的90°移相.相对带宽为31%,工作频带内的绝对误差在±3°以内.仿真结果表明,基于复合左右手传输线的90°移相器能够实现宽带内的移相,且效果比较明显.实际电路也比较吻合仿真电路,达到理想的要求.     

基于电容耦合馈电振子类微带天线的设计

电容耦合激励(CCS)的方法具有保持天线低剖面,有利于天线的匹配,容易进一步实现圆极化(CP)的优点。文章首先利用电容耦合馈电的概念,激励圆形微带贴片天线的TM01模式,设计实现具有低剖面水平全向振子类方向图的垂直线极化(LP)天线。然后,在圆形贴片加载四个臂枝节,提供具有等幅并90°相差的水平极化波,实现了一个水平全向圆极化GPS L1波段的振子型贴片天线。最后制作了天线实物,实测与仿真数据吻合良好,这类圆极化天线具有低剖面,易制作的优点,适合作GPS通信天线。     

高功率微波径向线连续横向枝节阵列天线设计

为了实现Ku波段高功率微波的定向发射,研究并设计了新型高功率径向线连续横向枝节阵列天线。该天线采用圆极化同轴TE₁₁模式进行馈电,经双层径向线波导传输后,通过连续横向枝节单元向外辐射。天线工作在驻波模式,相邻两圈缝隙的径向间距为一个波导波长,在上层径向线末端放置短路金属杆,金属杆表面到最内侧缝隙的径向间距为半个波导波长,整个天线具有较高的增益和功率容量。仿真研究了一个工作在14.25 GHz的天线,天线的高度为80 mm,半径为285 mm。仿真结果表明:该天线具有35.3 dBi的增益和47%的口径效率,反射系数小于-25 dB,辐射效率超过99.0%,同时具有吉瓦级的功率容量。     

低温等离子体用于高功率微波防护研究

等离子体对于高功率微波的攻击具有独特的防护效果。基于等离子体流体近似方法,利用COMSOL软件研究了高功率微波与柱状等离子体阵列相互作用过程中入射电场随时间的演变过程,分析了等离子体防护高功率微波的物理过程和作用机理。研究结果表明,入射的高功率微波会使等离子体参数发生剧烈变化,特别是其电子密度将急剧增加,从而使等离子体对入射的高功率微波表现出类似金属的电磁特性,最终实现对入射高功率微波的有效防护。此外,利用高频辉光放电产生柱状等离子体阵列,通过实验验证了等离子体对高功率微波的防护作用。最后,总结了基于等离子体的高功率微波防护技术需解决的主要问题。     

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     

高功率微波武器攻击卫星有效载荷系统可行性分析

高功率微波武器是近几年发展起来的定向能武器之一,被认为是在未来制天权争夺的战场上对卫星有效载荷最大的威胁之一.首先对高功率微波武器的关键技术及技术途径进行了讨论,然后描述了高功率微波对目标损伤的机理和耦合途径,最后根据高功率微波的不同耦合途径对卫星有效载荷受到攻击的可行性进行了详细的分析,计算结果表明,高功率微波武器在高峰值功率或距离很近的情况下都会对未进行电磁加固的卫星有效载荷产生损害.     

八木微带圆极化天线的研究与设计

对八木微带天线进行了研究。通过Ansoft HFSS仿真软件设计了一种宽带宽波束圆极化八木微带天线,在中心频率上实现了波束由侧射向端射偏转26°,频率带宽达800 MHz,0 dB主波束宽度为110°;采用Wilkinson微带功分器产生两路幅度相等相位相差90°信号对天线进行馈电,实现了圆极化。同时研究了在保持天线良好性能的前提下,结构的变化对于主波束偏转角度的影响。     

同轴插板式模式转换器反射特性

同轴插板式模式转换器是一种新型高功率微波TEM-TE11模式转换器。回顾了模式转换器中的模式转换过程,通过分析不同模式转换过程中波导不连续性结构的反射特性,得到了模式转换器总的反射特性。指出不连续性结构将在输入口形成同轴TEM和同轴TE11反射模;通过选择模式转换器的内外径尺寸可以消除TE11反射模;通过在输入口引入匹配金属杆和合理设计内导体末端锥体结构可以减小TEM反射模。     

单层反射模式蓝宝石腔体的9.7GHz频率基准

分析了多层圆柱形蓝宝石腔体谐振器为实现Bragg谐振模式需满足的尺寸条件。仿真并设计了单层腔体,利用teflon支撑件将蓝宝石固定在内部镀银的金属腔体内。其在9.7GHz频点实现了Bragg包含模式,Q值高于200 000。利用该谐振器作为带通滤波器构建了室温下的X波段振荡器。该振荡器还包括低噪放、滤波器和手动移相器。通过合理选择谐振器的插入损耗和调节移相器,该振荡器成功实现了稳定输出。测试结果表明,该振荡器具有低的相位噪声但易受环境温度影响。由于采用了极高Q值的蓝宝石谐振器,该振荡器可能成为目前最低相噪的X波段室温频率基准。     

1.25cm 体效应振荡器研制

文中讨论了一种1.25cm波段的波导型体效应振荡器。其主腔采用可调节的同轴减高波导座结构,使电路与二极管实现良好匹配。文中着重讨论了主腔各部尺寸对振荡器特性的影响。稳频腔采用高Q值的H_(011)模式圆柱腔,并采用线胀系数不同的金属材料进行温度补偿,提高了频率稳定度。利用WT55型体效应管,在23-25GH_2频带内,功率输出大于30mw,频率稳定度为5×10~(-5)。     

双频带圆极化紧凑型微带贴片阵列天线设计

利用旋转馈电方法设计双频带圆极化的微带贴片阵列天线。该阵列包括四个金属微带贴片单元与一个金属微带矩形环。每个贴片单元为侧边单点馈电的切角矩形,且关于中心旋转对称。矩形环被放置在阵列中心,与四个贴片单元通过四条微带线相连。该中心矩形环既充当了馈电网络,为阵列提供了产生圆极化波所需的递增相位,又参与了辐射,提高了阵列天线的辐射性能。由于采用了矩形环馈电贴片单元的方式,该阵列只需单层介质板,具有结构紧凑的优点,而且在两个频段内实现了圆极化辐射。经加工、制作并进行测试,该阵列的-10 d B阻抗带宽分别为5.17 GHz~5.59 GHz和5.99 GHz~6.27 GHz,3 d B轴比带宽分别为5.19 GHz~5.49 GHz和6.1 GHz~6.18 GHz。     

微波脉冲对导航接收机跟踪环路载噪比的影响

为了明确微波脉冲对导航接收机的最佳干扰参数,通过对微波脉冲干扰下导航接收机跟踪环路相关处理的理论分析,根据微波脉冲谱线、扩频码谱线以及相干积分时间三者之间的关系,提出一种微波脉冲干扰分类方法,推导了不同参数微波脉冲干扰下相关输出功率和载噪比,并进行了试验验证。理论分析与试验结果表明,当微波脉冲宽度大于等于扩频码周期且小于相干积分时间时,进入相干积分器带宽内的多条微波脉冲谱线干扰某一条扩频码谱线,该微波脉冲参数对导航接收机的干扰效果最佳,且优于连续波干扰;随着干扰谱线数量增多,跟踪环路相关输出功率值增加,载噪比减小,干扰效果增强。     

相控阵天线关键技术发展趋势

相控阵天线必然朝着降低成本和提高性能的趋势发展,因此从以下几个方面分析其关键技术的发展方向:增加带宽,提高T/R组件的附加功率效率,移相器技术,数字化电路,以及引入稀布阵技术等。对相控阵技术的需求也是对这些相关技术发展的一种重要的推动力。     

具有热阻、热漏和内不可逆性的联合卡诺热机生态学优化

用有限时间热力学的方法分析具有热阻、热漏、内不可逆性的定常流联合卡诺型热机循环.导出了在傅立叶导热定律下联合循环功率、效率和生态学指标的性能,并进行优化;得到功率、效率和生态学指标之间的优化关系,并由数值计算分析了功率、效率和循环熵产率之间的关系.所得的结果表明,最大生态学指标下的效率十分接近于联合循环可以达到的最大效率;相应的熵产率也要低于以输出功率为优化目标时的熵产率.     

基于支持向量机的功率变换器开关管开路故障诊断

提出一种基于支持向量机的功率变换器开关管开路故障诊断方法。利用支持向量机建立分类模型,模型以相电流功率谱为输入量,7种故障状态为输出量,选用高斯核,使用基于二叉树分类器的分类算法。将诊断结果与基于BP神经网络的诊断结果进行比较,结果表明基于支持向量机的分类器在功率变换器开关管开路故障诊断中具有更高的准确率和更好的泛化能力。     

实现宽波束圆极化天线的几种方法

文章介绍了宽波束圆极化天线的应用背景,简述了近些年来国内外相关文献实现宽波束圆极化天线的几种方法。这些方法均能有效拓展天线的半功率波束宽度及轴比的波束宽度,其中天线形式主要包括四臂螺旋天线、微带天线、缝隙天线以及振子天线。最后对这些方法进行了对比归纳,并展望了宽波束圆极化天线的发展前景。