搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

X波段百兆瓦级高功率微波合成器设计及实验研究

方进勇 黄惠军 张治强 张晓微 张黎军 张庆元 郝文析 黄文华 江伟华

引用本文:
Citation:

X波段百兆瓦级高功率微波合成器设计及实验研究

方进勇, 黄惠军, 张治强, 张晓微, 张黎军, 张庆元, 郝文析, 黄文华, 江伟华

An X band synthesizer for a few hundred megawatt level power microwaves

Fang Jin-Yong, Huang Hui-Jun, Zhang Zhi-Qiang, Zhang Xiao-Wei, Zhang Li-Jun, Zhang Qing-Yuan, Hao Wen-Xi, Huang Wen-Hua, Jiang Wei-Hua
PDF
导出引用
  • 介绍了一种极化正交全耦合型高功率微波(HPM)合成器,其主要用途是实现两路HPM分时共用一个天线辐射.合成器主要由输入段、耦合段及输出段三部分组成,利用该合成器能够实现一个吉瓦级HPM脉冲序列和一个百兆瓦级HPM脉冲序列由一个公共端口共同输出.合成器输入段有与主通道及副通道相连的两个输入端口,合成器的主通道与公共输出口直接相连,副通道利用连续长缝结构将能量耦合进入主通道经公共输出口输出.利用数值模拟方法对合成器进行了优化设计,合成器主通道的能量传输效率可达99%以上,副通道的能量耦合效率可达96%以上.建
    A synthesis method for a few hundred megawatt level power microwave is presented in this paper. Based on the coupling wave theory and the polarized wave orthogonal theory, the pulse series of one gigawatt level power microwave and one hundred megawatt level power microwave can be put in two separate ports and put out from one common port. The synthesizer is unitized by two cylindrical waveguides which are back to back combined; the cylindrical waveguide which is joined with the output port is named main channel, and the other cylindrical waveguide is called associate channel. The main channel transmits horizontally polarized TE011 mode microwave, and the operation frequency band is only limited to the barrier frequency c. The associate channel transmits vertical polarized TE011 mode microwave, and the operation frequency band can reach up to several hundred mega hertz. High power experiment indicates that the transmission energy efficiency of the main channel is nearly 100% and the coupling energy efficiency of the associate channel is above 87%, the power capacity of the main channel is more than 1GW and that of the associate channel is about 300 MW.
    [1]

    Balanis C A 1997 Antenna Theory: Analysis and Design(2nd ed) (New York: John Wiley Sons) p1

    [2]
    [3]

    Barkep R J, Schamiloglu E 2001 High Power Microwave Sources and Technologies (New York: IEEE) p1

    [4]

    Fan Z K, Luo X M, Fan B, Zhang Y J 2008 Chin. Phys. B 17 975

    [5]
    [6]
    [7]

    Xiao R Z, Liu G Z, Chen C H 2008 Chin. Phys. B 17 3807

    [8]
    [9]

    Huang H, Gan Y Q, Lei L R, Jin X, Ju B Q, Xiang F, Feng D C, Liu Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 1765 (in Chinese) [黄 华、甘延青、雷禄容、金 晓、鞠炳权、向 飞、冯弟超、刘 忠 2008 物理学报 57 1765]

    [10]

    Li Z H, Chang A B, Ju B Q, Xiang F, Zhao D L, Gan Y Q, Liu Z, Su C, Huang H 2007 Acta Phys. Sin. 56 2603 (in Chinese) [李正红、常安碧、鞠炳权、向 飞、赵殿林、甘延青、刘 忠、苏 昶、黄 华 2007 物理学报 56 2603]

    [11]
    [12]

    Luo X, Liao C, Meng F B, Zhang Y J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5774 (in Chinese) [罗 雄、廖 成、孟凡宝、张运俭 2006 物理学报 55 5774]

    [13]
    [14]
    [15]

    Shao H, Liu G Z 2001 Acta Phys. Sin. 50 2387 (in Chinese) [邵 浩、刘国治 2001 物理学报 50 2387]

    [16]

    Chao A W, Tigner M 1998 Handbook of Accelerator Physics and Engineering (Singapore: World Scientific) pp374378

    [17]
    [18]
    [19]

    Zhang K Q, Li D J 2001 Electromagnetic Theory for Microwave and Optoelectronics(2nd ed)(Beijing: Electronic Industry Press) p443(in Chinese)[张克潜、李德杰 2001 微波与光电子学中的电磁理论(第二版)(北京:电子工业出版社)第443页]

    [20]
    [21]

    Xu Z H 1982 Basic Technology of Microwave (Changsha: National University of Defense Technology Press) p82 (in Chinese)[徐之华 1982 微波技术基础 (长沙: 国防科学技术 大学出版社) 第82页]

    [22]

    Huang H J, Qiu S, Fang J Y, Zhang Q Y, Zhang Z Q, Hou Q, Zhu X X 2008 Proceedings of the 17th International Conference on High-Power Particle Beams (Xian: China Academy of Engineering Physics) pp346348

    [23]
  • [1]

    Balanis C A 1997 Antenna Theory: Analysis and Design(2nd ed) (New York: John Wiley Sons) p1

    [2]
    [3]

    Barkep R J, Schamiloglu E 2001 High Power Microwave Sources and Technologies (New York: IEEE) p1

    [4]

    Fan Z K, Luo X M, Fan B, Zhang Y J 2008 Chin. Phys. B 17 975

    [5]
    [6]
    [7]

    Xiao R Z, Liu G Z, Chen C H 2008 Chin. Phys. B 17 3807

    [8]
    [9]

    Huang H, Gan Y Q, Lei L R, Jin X, Ju B Q, Xiang F, Feng D C, Liu Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 1765 (in Chinese) [黄 华、甘延青、雷禄容、金 晓、鞠炳权、向 飞、冯弟超、刘 忠 2008 物理学报 57 1765]

    [10]

    Li Z H, Chang A B, Ju B Q, Xiang F, Zhao D L, Gan Y Q, Liu Z, Su C, Huang H 2007 Acta Phys. Sin. 56 2603 (in Chinese) [李正红、常安碧、鞠炳权、向 飞、赵殿林、甘延青、刘 忠、苏 昶、黄 华 2007 物理学报 56 2603]

    [11]
    [12]

    Luo X, Liao C, Meng F B, Zhang Y J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5774 (in Chinese) [罗 雄、廖 成、孟凡宝、张运俭 2006 物理学报 55 5774]

    [13]
    [14]
    [15]

    Shao H, Liu G Z 2001 Acta Phys. Sin. 50 2387 (in Chinese) [邵 浩、刘国治 2001 物理学报 50 2387]

    [16]

    Chao A W, Tigner M 1998 Handbook of Accelerator Physics and Engineering (Singapore: World Scientific) pp374378

    [17]
    [18]
    [19]

    Zhang K Q, Li D J 2001 Electromagnetic Theory for Microwave and Optoelectronics(2nd ed)(Beijing: Electronic Industry Press) p443(in Chinese)[张克潜、李德杰 2001 微波与光电子学中的电磁理论(第二版)(北京:电子工业出版社)第443页]

    [20]
    [21]

    Xu Z H 1982 Basic Technology of Microwave (Changsha: National University of Defense Technology Press) p82 (in Chinese)[徐之华 1982 微波技术基础 (长沙: 国防科学技术 大学出版社) 第82页]

    [22]

    Huang H J, Qiu S, Fang J Y, Zhang Q Y, Zhang Z Q, Hou Q, Zhu X X 2008 Proceedings of the 17th International Conference on High-Power Particle Beams (Xian: China Academy of Engineering Physics) pp346348

    [23]
  • [1] 左春彦, 高飞, 戴忠玲, 王友年. 高功率微波输出窗内侧击穿动力学的PIC/MCC模拟研究. 物理学报, 2018, 67(22): 225201. doi: 10.7498/aps.67.20181260
    [2] 黄华, 吴洋, 刘振帮, 袁欢, 何琥, 李乐乐, 李正红, 金晓, 马弘舸. 锁频锁相的高功率微波器件技术研究. 物理学报, 2018, 67(8): 088402. doi: 10.7498/aps.67.20172684
    [3] 李志刚, 程立, 袁忠才, 汪家春, 时家明. 高功率微波作用下等离子体中的雪崩效应研究. 物理学报, 2017, 66(19): 195202. doi: 10.7498/aps.66.195202
    [4] 冉茂怡, 胡耀垓, 赵正予, 张援农. 高功率微波注入对流层对氟利昂的影响. 物理学报, 2017, 66(4): 045101. doi: 10.7498/aps.66.045101
    [5] 李志鹏, 李晶, 孙静, 刘阳, 方进勇. 高功率微波作用下高电子迁移率晶体管的损伤机理. 物理学报, 2016, 65(16): 168501. doi: 10.7498/aps.65.168501
    [6] 魏进进, 周东方, 余道杰, 胡涛, 侯德亭, 张德伟, 雷雪, 胡俊杰. 高功率微波作用下O-离子解吸附产生种子电子过程. 物理学报, 2016, 65(5): 055202. doi: 10.7498/aps.65.055202
    [7] 唐涛. 高功率微波土壤击穿的数值验证研究. 物理学报, 2015, 64(4): 045203. doi: 10.7498/aps.64.045203
    [8] 马振洋, 柴常春, 任兴荣, 杨银堂, 乔丽萍, 史春蕾. 不同样式的高功率微波对双极晶体管的损伤效应和机理. 物理学报, 2013, 62(12): 128501. doi: 10.7498/aps.62.128501
    [9] 周东方, 余道杰, 杨建宏, 侯德亭, 夏蔚, 胡涛, 林竞羽, 饶育萍, 魏进进, 张德伟, 王利萍. 基于混合大气传输模型的单脉冲高功率微波大气击穿理论与实验研究. 物理学报, 2013, 62(1): 014207. doi: 10.7498/aps.62.014207
    [10] 游海龙, 蓝建春, 范菊平, 贾新章, 查薇. 高功率微波作用下热载流子引起n型金属-氧化物-半导体场效应晶体管特性退化研究. 物理学报, 2012, 61(10): 108501. doi: 10.7498/aps.61.108501
    [11] 李伟, 刘永贵, 杨建华. 同轴辐射相对论磁控管的功率合成研究. 物理学报, 2012, 61(3): 038401. doi: 10.7498/aps.61.038401
    [12] 蔡利兵, 王建国. 介质表面高功率微波击穿中释气现象的数值模拟研究. 物理学报, 2011, 60(2): 025217. doi: 10.7498/aps.60.025217
    [13] 方进勇, 黄惠军, 张治强, 黄文华, 江伟华. 基于圆柱谐振腔的高功率微波脉冲压缩系统. 物理学报, 2011, 60(4): 048404. doi: 10.7498/aps.60.048404
    [14] 吴洋, 许州, 徐勇, 金晓, 常安碧, 李正红, 黄华, 刘忠, 罗雄, 马乔生, 唐传祥. 低功率驱动的高功率微波放大器实验研究. 物理学报, 2011, 60(4): 044102. doi: 10.7498/aps.60.044102
    [15] 王淦平, 向飞, 谭杰, 曹绍云, 罗敏, 康强, 常安碧. 长脉冲高功率微波驱动源放电过程研究. 物理学报, 2011, 60(7): 072901. doi: 10.7498/aps.60.072901
    [16] 葛行军, 钟辉煌, 钱宝良, 张军. 三种同轴双波纹周期慢波结构对比研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2645-2652. doi: 10.7498/aps.59.2645
    [17] 李国林, 舒挺, 袁成卫, 张军, 靳振兴, 杨建华, 钟辉煌, 杨杰, 武大鹏. 一种高功率微波空间滤波器的设计与初步实验研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8591-8596. doi: 10.7498/aps.59.8591
    [18] 蔡利兵, 王建国. 介质表面高功率微波击穿的数值模拟. 物理学报, 2009, 58(5): 3268-3273. doi: 10.7498/aps.58.3268
    [19] 李正红, 孟凡宝, 常安碧, 黄 华, 马乔生. 两腔高功率微波振荡器研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3578-3583. doi: 10.7498/aps.54.3578
    [20] 周传宏, 王磊, 聂娅, 王植恒. 介质光栅导模共振耦合波分析. 物理学报, 2002, 51(1): 68-73. doi: 10.7498/aps.51.68
计量
  • 文章访问数:  4100
  • PDF下载量:  1010
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-06-05
  • 修回日期:  2010-12-29
  • 刊出日期:  2011-04-05

X波段百兆瓦级高功率微波合成器设计及实验研究

  • 1. 清华大学电机工程与应用电子技术系,北京 100084;
  • 2. 西北核技术研究所,西安 710024

摘要: 介绍了一种极化正交全耦合型高功率微波(HPM)合成器,其主要用途是实现两路HPM分时共用一个天线辐射.合成器主要由输入段、耦合段及输出段三部分组成,利用该合成器能够实现一个吉瓦级HPM脉冲序列和一个百兆瓦级HPM脉冲序列由一个公共端口共同输出.合成器输入段有与主通道及副通道相连的两个输入端口,合成器的主通道与公共输出口直接相连,副通道利用连续长缝结构将能量耦合进入主通道经公共输出口输出.利用数值模拟方法对合成器进行了优化设计,合成器主通道的能量传输效率可达99%以上,副通道的能量耦合效率可达96%以上.建

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回