高功率微波武器发展构想

目前国外高功率微波武器技术发展已达到实用水平。分析了高功率微波武器的原理及特点,详细介绍了其组成及关键技术,根据高功率微波武器的功用及作战性能,提出了对未来陆基、海基、空基和天基微波武器的应用发展趋势和构想。     

等离子体与高功率微波相互作用中电子分布特性

电子数密度是表征等离子体物理特性的一项重要因素,在等离子体与高功率微波的相互作用中,等离子体对入射电磁波的吸收、衰减和屏蔽等电磁特性可通过电子数密度的变化进行表征。基于等离子体流体近似研究方法,利用COMSOL软件求解等离子体中的波动方程、电子传递方程和重粒子传递方程,计算分析了等离子体与高功率微波相互作用中的电子分布特性,重点分析了相互作用中平均电子数密度和平均电子能的数值和空间分布变化过程。研究表明,在高功率微波作用下,等离子体区域电子数密度在数值上会产生剧烈的阶跃变化,形成雪崩效应,在空间分布上电子数密度峰值产生趋于入射方向移动的变化;电子能的变化与入射波激励和电子数密度相关,随入射激励增加呈增长趋势,随电子数密度的增加而减小。     

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。     

高功率微波TM01模式移相器

研制了一种新型的TM01模式高功率微波移相器,这种移相器通过两个十字交叉圆极化器结构可以将高功率微波输出相位进行0°~360°的调节。对构成这种移相器的TE11圆极化器及移相器的电磁特性通过电磁仿真软件CST进行了仿真,仿真结果表明此移相器可以对1.75GHz的TM01模式进行0°~360°调节,并且误差不超过1°,在0°~360°调节范围内的传输效率均大于97%,且功率容量大于4.3GW。     

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。     

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.     

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。     

多波切仑柯夫振荡器的设计

采用相对论全电磁模粒子模拟程序，对多波切仑柯夫振荡器进行了设计，给出了一套结构参数。模拟结果表明：所设计的器件在较宽的运行条件下（Ud＝300～500kV，Ib＝0．45～10kA，τγ＝10～102ns）能产生相干微波，微波频率位于X波段（～10GHz），辐射效率在10％左右，最大输出功率约300MW．     

少烟推进剂配方优化设计

本文报道了关于降低固体火箭发动机喷气羽烟对微波、激光制导信号的干扰和衰减的研究成果——一种少烟HTPB推进剂。它具有低压点火性能良好,燃烧稳定,能提高排气羽烟对微波和激光透过率三倍以上。     

圆波导斜劈形端口辐射器的有限元分析

有限元法(FEM)适用于电磁场的散射、辐射和透射,运用三维有限元法分析了圆波导斜劈形辐射器的辐射场并计算出圆波导内部场分布,用此方法计算了X波段的辐射场,与相关文献进行了比较,结果在主瓣相当一致,分析表明在C波段圆波导TM01模斜劈形辐射器斜切角为30°时,辐射波束偏离轴向27°～42°,增益为11～14dB,可以作为高功率微波的辐射天线。