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Study on the Generation of Ultra-Wideband (UWB) High Power Microwave 被引量:1
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作者 樊亚军 刘国治 +3 位作者 刘小龙 宋晓欣 刘锋 石磊 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2003年第4期30-33,54,共5页
The experimental study of ultra-wideband (UWB) technology, its generation and on-line measurement are presented. An experimental repetitive UWB system is designed, manufactured, and tested. High-pressure spark gap swi... The experimental study of ultra-wideband (UWB) technology, its generation and on-line measurement are presented. An experimental repetitive UWB system is designed, manufactured, and tested. High-pressure spark gap switch and its components, as well as oil spark gap switch are studied experimentally on the system. Experimental results indicate that the system operates at a 200 pps repetitive rate with a stable performance. 100 MW peak power UWB pulses are obtained on the system. Fast-time response capacitive divider is designed and fabricated, allowing for an accurate measurement of the high power UWB signal. The main issues related to the design of the switch and the UWB signal online measurement are discussed. 展开更多
关键词 high-pressure switch ULTRA-WIDEBAND high power microwave.
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基于EMT-BN的HPMW攻击反射面天线雷达毁伤评估方法
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作者 许一 孟藏珍 +2 位作者 胡欣 项建涛 蒋伟 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第2期214-223,共10页
为研究高功率微波武器攻击反射面天线雷达毁伤评估,提出基于电磁拓扑-贝叶斯网络的高功率微波武器攻击反射面天线雷达毁伤评估方法,将高功率微波武器攻击雷达电磁拓扑图和雷达贝叶斯网络结构图相结合,建立高功率微波武器攻击反射面天线... 为研究高功率微波武器攻击反射面天线雷达毁伤评估,提出基于电磁拓扑-贝叶斯网络的高功率微波武器攻击反射面天线雷达毁伤评估方法,将高功率微波武器攻击雷达电磁拓扑图和雷达贝叶斯网络结构图相结合,建立高功率微波武器攻击反射面天线雷达毁伤效能评估模型,预测和评估高功率微波武器攻击时雷达的毁伤程度。仿真结果表明,该方法可定量预测和评估高功率微波武器攻击雷达的毁伤效果,能为实际评估雷达抗高功率微波毁伤效能提供理论支撑。 展开更多
关键词 高功率微波武器 反射面天线雷达 毁伤评估 电磁拓扑 贝叶斯网络
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UWB HPM对雷达方舱内电子设备的影响仿真分析 被引量:1
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作者 胡欣 杨江平 +2 位作者 孟藏珍 许一 刘驰 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期142-149,共8页
针对高功率微波辐照下雷达方舱内电子设备的响应和毁伤效应等实际问题,通过建立雷达方舱和舱内电缆模型进行了辐照仿真分析。结果表明,高功率微波信号在进入方舱时,方舱起到一定的滤波作用,类似带通滤波器;雷达方舱和舱内设备的反射会... 针对高功率微波辐照下雷达方舱内电子设备的响应和毁伤效应等实际问题,通过建立雷达方舱和舱内电缆模型进行了辐照仿真分析。结果表明,高功率微波信号在进入方舱时,方舱起到一定的滤波作用,类似带通滤波器;雷达方舱和舱内设备的反射会影响方舱内场强分布和极化,造成方舱内电场分布不均匀,各向异性降低,但尚未达到混响室程度;通过仿真概略计算了方舱内信号分布和传输特性;方舱内电缆耦合信号电压基本在同一个数量级,超宽谱信号辐照影响主要以扰乱为主。针对上述影响,提出了相应加固措施,可为雷达在高功率微波武器攻击下进行后门防护加固提供理论支撑。 展开更多
关键词 高功率微波武器 雷达 方舱 后门耦合 电缆
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高功率TM_(01)在线选模耦合装置设计
4
作者 张立刚 谭维兵 +2 位作者 李小泽 朱晓欣 胡祥刚 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期147-154,共8页
针对传统高功率微波在线测量装置寄生模式抑制度低、测量精度易受到寄生模式干扰的问题,提出了一种高功率TM_(01)模式选模耦合装置。由于相对论返波管阴极发射角向不均匀性会产生非对称模式,而传统的单臂多孔圆波导耦合器无法解决其他... 针对传统高功率微波在线测量装置寄生模式抑制度低、测量精度易受到寄生模式干扰的问题,提出了一种高功率TM_(01)模式选模耦合装置。由于相对论返波管阴极发射角向不均匀性会产生非对称模式,而传统的单臂多孔圆波导耦合器无法解决其他非对称模寄生耦合干扰的问题,往往导致检测波形畸变、耦合度判断偏差,严重影响对返波管TM_(01)模输出功率在线评估的准确性。为此,将四臂多孔耦合结构与基于魔T的TM_(01)选模网络相结合,提出了一种新颖的在线选模耦合装置,利用不同波导模式场结构区别实现了TM_(01)模式与其他寄生模式的差异化耦合,解决了因寄生模式干扰引起的在线测试功率不准的问题。仿真结果表明,提出的新型耦合器对TM_(01)模耦合强度相对于其他模式高出20 dB以上,高功率实验中测得在线测试波形及功率与辐射场测试波形及功率符合较好,耦合稳定性得到明显提高。 展开更多
关键词 高功率微波 微波测量 TM_(01)模选模圆波导耦合器 魔T
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基于开口谐振环结构S频段宽带极化不敏感能量选择表面设计
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作者 程用志 王东 +4 位作者 李南 赵京城 罗辉 陈浮 李享成 《微波学报》 北大核心 2025年第2期13-19,32,共8页
面对复杂的高功率电磁环境,现有的大多数能量选择表面(ESS)不能同时对TE极化波、TM极化波进行防护。文中设计了一种用于屏蔽高功率微波的S频段极化不敏感ESS。该ESS基本单元由外围四个方形开口谐振环(SRR)与四个PIN二极管连接的十字形(... 面对复杂的高功率电磁环境,现有的大多数能量选择表面(ESS)不能同时对TE极化波、TM极化波进行防护。文中设计了一种用于屏蔽高功率微波的S频段极化不敏感ESS。该ESS基本单元由外围四个方形开口谐振环(SRR)与四个PIN二极管连接的十字形(CS)复合结构和FR-4介质层组成,基于全波电磁分析法和等效电路模型对复合结构参数进行优化并分析其传输特性。仿真结果表明,在工作频段内,该ESS的插入损耗小于1 dB,屏蔽效能超过20 dB。通过表面电场、电流分布和模拟空间电场的分析进一步阐述了其工作机制。通过电磁仿真研究了不同结构参数和不同极化模式斜入射角度对传输性能的影响。结果表明,在TE极化波和TM极化波入射下,ESS具有良好的极化不敏感性和宽角度稳定性。此外,制备的样品采用波导法进行了测试,测量结果与仿真结果基本吻合。文中设计的双极化ESS结构在高功率微波和天线罩保护领域展现出巨大的应用潜力。 展开更多
关键词 能量选择表面 极化不敏感 高功率微波 开口谐振环
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915 MHz微波对RAP加热厚度与加热效果影响因素分析
6
作者 马登成 刘双鹤 +2 位作者 李泽业 孙关一 王硕杨 《微波学报》 北大核心 2025年第3期71-81,共11页
为了研究915 MHz微波在沥青路面大功率微波再生加热设备上的应用与加热效果的影响因素,通过仿真建模进行了该频率微波对沥青路面回收料(RAP)在不同厚度与多因素耦合下的加热效果的影响分析,得到了微波天线不同排布方式下多因素与加热效... 为了研究915 MHz微波在沥青路面大功率微波再生加热设备上的应用与加热效果的影响因素,通过仿真建模进行了该频率微波对沥青路面回收料(RAP)在不同厚度与多因素耦合下的加热效果的影响分析,得到了微波天线不同排布方式下多因素与加热效果间的数学关系,并搭建了单磁控管实验装置进行加热厚度实验。结果发现RAP加热厚度、天线排布方式、加热参数发生变化时,加热效果的变化呈现出复杂的规律,其中RAP厚度与天线排布方式对加热效果影响明显。当厚度为250 mm、天线并排排布时,RAP温度处于120℃~180℃的区间占比达98.10%,180℃以上的仅占0.60%,温度离散系数为0.089,加热均匀性好,具有最优加热效果。但是,随着RAP厚度增加,交错排布可表现出更好的加热效果。实验确定了RAP的最佳加热厚度范围在150 mm~250 mm,最大不宜超过450 mm,为该频率微波在沥青路面大型微波再生加热设备加热腔设计与制造提供理论与实验依据。 展开更多
关键词 915 MHz微波 沥青路面回收料加热 多因素耦合 加热厚度 大功率 微波再生加热设备
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宽带高功率三维异构集成微波光子探测器 被引量:1
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作者 许向前 龚广宇 +4 位作者 孙雷 李宇 康晓晨 李思敏 潘时龙 《红外与毫米波学报》 北大核心 2025年第1期112-117,共6页
本研究采用三维异构集成技术实现单行载流子光电二极管与微波集成电路芯片堆叠集成,研制出一款微波光子应用的高功率、宽带探测器芯片。通过优化单行载流子光电二极管的材料掺杂和外延工艺,显著提高了功率承受能力;采用集成背入射透镜... 本研究采用三维异构集成技术实现单行载流子光电二极管与微波集成电路芯片堆叠集成,研制出一款微波光子应用的高功率、宽带探测器芯片。通过优化单行载流子光电二极管的材料掺杂和外延工艺,显著提高了功率承受能力;采用集成背入射透镜和增设金属反射层的设计,有效提升了响应度;通过提取光电二极管的精确模型并采用阻抗补偿及宽带匹配电路设计技术,成功增强了宽带特性。将光电二极管芯片倒装集成在微波集成电路芯片上,大幅减小了芯片互连电路对高频性能的不利影响;采用高导热率底层芯片的设计,极大提升了探测器芯片的导热性能和高功率处理特性。研制的三维异构集成光电探测器1 dB带宽高达42 GHz,射频回波损耗优于11 dB,响应度优于0.85 A/W,暗电流低于50 nA,饱和输入光功率超过120 mW。三维异构集成微波光子探测器芯片实现了优异的带宽和响应度特性,该设计方法为微波光子应用提供了创新性的解决方案。 展开更多
关键词 微波光子学 单行载流子光电二极管 宽带 高功率 三维异构集成
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HPM武器电子毁伤效能评估方法 被引量:15
8
作者 唐鑫 杨建军 +1 位作者 严聪 任宝祥 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2317-2323,共7页
为综合考虑高功率微波(high-power microwave,HPM)电子毁伤过程中涉及的各要素并给出特定概率下的毁伤程度分级,提出HPM武器电子毁伤效能的灰色-贝叶斯网络评估方法。通过分析HPM武器的电子毁伤过程,构建了毁伤的评估指标体系,并采用层... 为综合考虑高功率微波(high-power microwave,HPM)电子毁伤过程中涉及的各要素并给出特定概率下的毁伤程度分级,提出HPM武器电子毁伤效能的灰色-贝叶斯网络评估方法。通过分析HPM武器的电子毁伤过程,构建了毁伤的评估指标体系,并采用层次分析法和熵权法确定了指标权重;根据各指标的取值定义了基于隶属度的均匀评分规则,并以此为输入,借助灰色和贝叶斯网络理论,构建了HPM武器电子毁伤等级和毁伤概率评估模型,明确了干扰、削弱、损伤及破坏4种毁伤等级对应的评估值区间,计算了相应毁伤等级下的毁伤概率。最后通过算例进行了验证,效果良好。该评估方法对定量研究HPM武器的电子毁伤具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 高功率微波武器 电子系统 隶属度 灰色理论 贝叶斯网络 毁伤评估
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线缆高功率微波耦合特性仿真与试验研究 被引量:1
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作者 肖天 高原 秦风 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第2期78-86,共9页
高功率微波易通过电子设备间互连线缆这一主要耦合途径进入系统内部,扰乱甚至损坏敏感电路或器件。为指导工程上合理布线,提升电子系统在高功率微波环境下生存能力,采用仿真分析和试验验证相结合的方法,系统性研究了不同参数条件(线缆... 高功率微波易通过电子设备间互连线缆这一主要耦合途径进入系统内部,扰乱甚至损坏敏感电路或器件。为指导工程上合理布线,提升电子系统在高功率微波环境下生存能力,采用仿真分析和试验验证相结合的方法,系统性研究了不同参数条件(线缆长度、离地高度、端接负载阻值、辐射场入射角)下高功率微波与线缆的耦合效应,获取了耦合响应规律并分析了内在原因。结果表明:耦合信号随线缆长度增加先振荡变化后逐渐趋于稳定,振荡周期与入射波波长相等;耦合信号随线缆距地高度变化呈现振荡变化,极大值和极小值分别出现在距地高度为入射波1/4波长的奇数倍以及1/2波长的整数倍时;耦合信号随端接负载阻值增加先变小后变大,当负载阻值与线缆特性阻抗匹配时,耦合信号最小;耦合信号随来波方向与线缆布设方向间夹角的增大而增大,当两者垂直时,耦合信号最大。在此基础上给出实际工程中线缆敷设优化建议。 展开更多
关键词 高功率微波 线缆耦合 响应规律 影响因素 优化布线
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高匹配高功率低副瓣波导缝隙阵天线的设计与数值模拟
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作者 侯万杉 殷勇 +6 位作者 秦雨 刘海霞 李文龙 毕亮杰 李海龙 王彬 蒙林 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期1-9,共9页
研究了波导缝隙阵天线在高功率微波技术中的应用,提出了一种新的设计方法,特别关注了波导缝隙阵天线的缝隙互耦、副瓣电平以及天线和馈源的匹配问题。新方法利用现代计算机技术快速计算出考虑缝隙互耦效应的缝隙电导函数,从而实现波导... 研究了波导缝隙阵天线在高功率微波技术中的应用,提出了一种新的设计方法,特别关注了波导缝隙阵天线的缝隙互耦、副瓣电平以及天线和馈源的匹配问题。新方法利用现代计算机技术快速计算出考虑缝隙互耦效应的缝隙电导函数,从而实现波导缝隙阵天线的高效设计,该方法无需复杂运算或外部结构,保证了系统紧凑性,并在设计波导缝隙面阵时表现出更高的有效性。仿真结果表明:新方法设计的天线在匹配度方面表现优异,在中心频率f=2.458 GHz处,所设计的天线的各个端口的反射系数范围为-37.2 dB至-27.7 dB,相比使用Stevenson公式设计相同目标参数的天线的各个端口的反射系数范围为-11 dB至-8.7 dB,使用新方法设计的天线的各个端口的反射系数至少降低了19 dB。此外,新方法设计的天线实现了-30.2 dB的低副瓣电平和332.6 MW的高功率容量。 展开更多
关键词 互耦 匹配 副瓣电平 功率容量 高功率微波
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电子系统高功率微波效应研究进展
11
作者 陈凯柏 高博 +4 位作者 高敏 余道杰 周晓东 宋燕燕 王越 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第8期2429-2443,共15页
开展电子系统高功率微波(high-power microwave,HPM)效应研究对信息化战争意义重大。本文基于HPM技术发展历程,首先介绍了电子系统面临的HPM威胁。其次,阐述了电子系统HPM效应研究的主要问题,分析了解析法、数值法和试验法的研究现状。... 开展电子系统高功率微波(high-power microwave,HPM)效应研究对信息化战争意义重大。本文基于HPM技术发展历程,首先介绍了电子系统面临的HPM威胁。其次,阐述了电子系统HPM效应研究的主要问题,分析了解析法、数值法和试验法的研究现状。最后,探讨了效应研究的下一步发展趋势。当前,针对复杂电子系统开展HPM效应研究仍面临算法和模型优化、数据精确测量等现实问题。传统理论分析方法可与人工智能技术有机融合,提高计算精度和效率。在大模型技术的驱动下,HPM效应评估技术将进一步发展,有效提升电子系统HPM防护能力。 展开更多
关键词 电子系统 高功率微波 效应研究 人工智能 效应数据库
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电子系统HPM效应敏感度评估新方法 被引量:8
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作者 徐勇 丁武 杜祥琬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期568-572,共5页
将模糊信息分析、信息分配和信息扩散原理等模糊信息优化处理理论应用于电子系统HPM效应评估,建立了以效应实验数据为基础的HPM效应敏感度概率分布曲线和系统失效阈值与HPM参数之间关系预测的模糊数学计算模型,编制了模拟计... 将模糊信息分析、信息分配和信息扩散原理等模糊信息优化处理理论应用于电子系统HPM效应评估,建立了以效应实验数据为基础的HPM效应敏感度概率分布曲线和系统失效阈值与HPM参数之间关系预测的模糊数学计算模型,编制了模拟计算程序,并对一些实例作了分析计算。 展开更多
关键词 高功率 微波效应 模糊数学 敏感度评估
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一种非接触式GW级高功率微波在线耦合测量结构设计与测试方法
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作者 吴少彤 苏建仓 +4 位作者 李锐 程杰 胡祥刚 李梅 徐秀栋 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期64-71,共8页
高功率微波(HPM)系统集成过程中,微波源与传输发射分系统的对接状态直接影响系统性能,不良的对接状态可能引发射频击穿,导致系统输出功率降低。因此,诊断系统的对接状态具有重要工程价值。为此,开展了非接触式高功率微波传输技术研究,... 高功率微波(HPM)系统集成过程中,微波源与传输发射分系统的对接状态直接影响系统性能,不良的对接状态可能引发射频击穿,导致系统输出功率降低。因此,诊断系统的对接状态具有重要工程价值。为此,开展了非接触式高功率微波传输技术研究,并针对采用圆锥喇叭作为馈源的Ku波段GW级HPM系统,提出了一种馈源喇叭注入功率测量技术。基于仿真设计,完成该测量技术的关键组件研制,并开展了小信号测试和功率容量考核试验。试验结果表明,在(15±0.15) GHz范围内,该测量组件的反射系数小于-26 dB,耦合系数为(-0.31±0.07) dB,功率容量超过900 MW。实验和仿真结果证明,提出的测量技术具有耦合系数稳定、测试误差小等性能,能够有效测量HPM源注入馈源喇叭的微波功率,并诊断HPM系统的对接状态。 展开更多
关键词 高功率微波 在线耦合测量 馈源喇叭 对接状态 测量技术 功率容量
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锁相磁控管模块化设计与仿真验证
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作者 秦雨 刘海霞 +6 位作者 殷勇 崔攀 沈大贵 毕亮杰 王彬 李海龙 蒙林 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期25-29,共5页
基于互耦锁相方案,设计了多磁控管单元模块,将其构造为轴向输出的模块化单元,以解决径向输出磁控管在大规模阵列应用中因为角向不均匀性带来的影响,并有效提高系统的鲁棒性。磁控管之间通过锁相桥连接,传统方案以单个磁控管模块为基础,... 基于互耦锁相方案,设计了多磁控管单元模块,将其构造为轴向输出的模块化单元,以解决径向输出磁控管在大规模阵列应用中因为角向不均匀性带来的影响,并有效提高系统的鲁棒性。磁控管之间通过锁相桥连接,传统方案以单个磁控管模块为基础,设计方式单一且不灵活。此外,由于径向输出的磁控管角向电场分布不均匀,锁相桥在不同位置增加耦合结构会导致磁控管的特性阻抗变化,并改变锁相桥中能量占系统整体能量的比例,从而影响输出特性和锁相效率。首先设计了多种拓扑结构的磁控管锁相单元并进行了仿真研究,仿真结果表明,电场角向均匀性使得锁相桥开口位置及数量对于锁相性能有明显影响。随后,选取了适合模块化设计的首尾串联型模块进行下一步的研究,在此基础之上设计了四合一功率合成器,此时模块化单元为轴向输出设计。仿真结果表明,四管锁相单元模块的输出功率约为988 kW,约为自由振荡磁控管单管输出功率的四倍,锁相效率达到97%。 展开更多
关键词 锁频锁相 磁控管 拓扑结构 锁相效率 高功率微波
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S波段TE_(11)输出相对论磁控管永磁包装仿真设计
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作者 崔越 秦奋 +3 位作者 徐莎 雷禄容 张勇 张玉涵 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期46-52,共7页
对一个S波段TE_(11)输出8腔全腔提取相对论磁控管(R8 ACAE-RM)的永磁包装设计进行了初步探索。采用一种内磁块和外磁块相组合的结构,内磁块置于阳极筒内阳极块两端,外磁块置于阳极筒外,在互作用区产生磁感应强度约为0.34 T,轴向均匀区... 对一个S波段TE_(11)输出8腔全腔提取相对论磁控管(R8 ACAE-RM)的永磁包装设计进行了初步探索。采用一种内磁块和外磁块相组合的结构,内磁块置于阳极筒内阳极块两端,外磁块置于阳极筒外,在互作用区产生磁感应强度约为0.34 T,轴向均匀区长度为72 mm的磁场,永磁体重量仅为21 kg。相较于传统外磁体系统,该设计可以使磁体重量降低,互作用区磁场强度更加均匀,系统结构更加紧凑,满足高功率微波源系统的轻量化、小型化需求。相对论磁控管选择π模作为其工作模式,通过全腔提取结构输出4个90°扇形TE_(11)模式,最后通过同轴插板模式转换器进行模式转换输出圆波导TE_(11)模式。利用粒子模拟软件对器件仿真模拟,在二极管电压320 kV,永磁体产生的磁场空间下,R8 ACAE-RM获得了1.06 GW的微波输出功率,微波中心频率为2.44 GHz,转换效率约为47%。 展开更多
关键词 高功率微波 永磁包装 TE_(11)模式 相对论磁控管 模式转换
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基于可变电容的X波段高功率宽频带波束扫描反射阵列天线设计
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作者 张炀 李相强 +2 位作者 张健穹 王庆峰 唐先锋 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期48-56,共9页
针对高功率微波系统宽频带和波束扫描需求,提出并设计了一种基于可变电容的X波段高功率宽频带波束扫描反射阵列天线。天线采用线极化喇叭馈源和三明治介质埋藏式贴片单元,其中贴片部分为嵌套式双谐振结构集成可变电容,同步拓宽相位调节... 针对高功率微波系统宽频带和波束扫描需求,提出并设计了一种基于可变电容的X波段高功率宽频带波束扫描反射阵列天线。天线采用线极化喇叭馈源和三明治介质埋藏式贴片单元,其中贴片部分为嵌套式双谐振结构集成可变电容,同步拓宽相位调节范围(360°)与工作带宽。通过消除单元突变结构并采用三明治介质层,有效抑制了三相点产生,使功率容量提升至5 MW(0.1 MPa气压SF6环境)。调节可变电容容值可实现8.55~9.65 GHz频段内12%相对调谐带宽。基于11×11矩形栅格的反射阵仿真表明:242 mm口径阵列天线最大增益25.12 dBi,口径效率54.39%,全频带支持0°~20°波束扫描。相较于现有技术,该设计在调谐带宽(12%)和功率容量(5 MW)方面具有优势,为高功率微波系统的宽频带波束控制提供了有效途径。 展开更多
关键词 高功率微波 宽频带 电控波束扫描 反射阵列天线 可变电容
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HPM作用下27系列EPROM存储器失效的实验研究 被引量:2
17
作者 黄卡玛 熊国安 +2 位作者 黄建华 刘永清 唐敬贤 《电波科学学报》 EI CSCD 1996年第4期45-49,共5页
在高功率微波(HPM)辐射下,27系列EPROM存储器呈现出暂时失效及永久失效两种情况。进一步的研究表明,在较低功率密度电磁波辐射下,器件失效的主要原因是场的作用;在较高功率密度电磁波辐射下,器件失效的原因除了场的作... 在高功率微波(HPM)辐射下,27系列EPROM存储器呈现出暂时失效及永久失效两种情况。进一步的研究表明,在较低功率密度电磁波辐射下,器件失效的主要原因是场的作用;在较高功率密度电磁波辐射下,器件失效的原因除了场的作用外,还有热致作用。场的作用主要是通过形成空间电偶层产生微波霍耳效应所致。 展开更多
关键词 高功率微波 存储器 微波霍耳场 EPROM
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Ku波段新型大功率圆波导TE_(01)模模式变换功率合成器
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作者 蔡茂 郑智文 +6 位作者 徐勇 刘承让 程宇奇 周星宇 李金帅 魏彦玉 蔡金赤 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期33-38,共6页
为在微波波段实现宽带大功率合成输出,设计并研制了一种新型大功率、宽带四路矩形波导TE_(10)模到圆波导TE_(01)模模式变换功率合成器。该模式变换功率合成器由两部分组成,分别是四路矩形波导TE_(10)模合成变换到十字波导TE_(22)模的结... 为在微波波段实现宽带大功率合成输出,设计并研制了一种新型大功率、宽带四路矩形波导TE_(10)模到圆波导TE_(01)模模式变换功率合成器。该模式变换功率合成器由两部分组成,分别是四路矩形波导TE_(10)模合成变换到十字波导TE_(22)模的结构,以及十字波导TE_(22)模变换到过模圆波导TE_(01)模的结构。仿真结果表明,在15.2~18.2 GHz的Ku波段内,TE_(10)-TE_(01)模式合成转化效率大于99.4%,最大可承受1.6 MW的脉冲功率输出。实验验证样品的背靠背冷测实验表明,该模式变换功率合成器在15.2~18.2 GHz频段内的最低合成效率为94%。仿真结果和冷测实验结果表明,该模式变换功率合成器具有工作带宽大、合成效率高、功率容量大的特点,可以较好地解决微波及毫米低端波段宽带大功率TE_(01)模的模式变换和合成输出问题。 展开更多
关键词 功率合成 模式变换 KU波段 过模圆波导 高功率微波
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高功率小型化阶梯型双半圆波导模转天线设计
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作者 陈雅欣 李相强 +2 位作者 张健穹 王庆峰 唐先锋 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第5期67-73,共7页
在高功率微波辐射领域中,模式变换器加喇叭天线是实现旋转轴对称模定向辐射的常用技术,但模式变换器与喇叭天线的分离设计往往会使得天线轴向和口面尺寸较大。为了满足实际应用场景对天线小型化的需求,提出了一种模式控制与辐射一体化... 在高功率微波辐射领域中,模式变换器加喇叭天线是实现旋转轴对称模定向辐射的常用技术,但模式变换器与喇叭天线的分离设计往往会使得天线轴向和口面尺寸较大。为了满足实际应用场景对天线小型化的需求,提出了一种模式控制与辐射一体化的阶梯型双半圆波导辐射天线。该天线由圆波导TM01模输入,通过插板将圆波导TM01模分成两路相位相反的半圆波导TE11模,之后再连接两个不对称的阶梯型半圆波导辐射器实现微波辐射。功分器采用了渐变圆波导进行匹配,同时采用大半径的内导体以提高功率容量。双半圆波导辐射器利用模式匹配法结合粒子群优化算法进行相位调节和模式控制。通过分区域的模式控制和辐射一体化设计,在辐射口面处达到更加均匀的同相电场分布,实现定向辐射,从而缩短了天线长度、降低了口面大小。优化设计了一个中心频率为2.85 GHz的天线模型,天线尺寸为1.18λ×1.18λ×2.42λ。仿真结果表明:在2.75~2.96 GHz内天线回波损耗大于15 dB,在2.71~3 GHz内实际增益大于15.5 dBi,中心频点的实际增益为16.14 dBi,真空功率容量为906 MW。相比于传统的模式转换器加喇叭天线的技术路线,该天线具有高功率容量、小型化的特点。 展开更多
关键词 模式匹配法 半圆波导 模转天线 粒子群优化算法 高功率微波
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基于高功率微波脉冲注入的氮化镓低噪声放大器效应研究
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作者 刘敏 蔡宗棋 +4 位作者 卞立安 唐厚鹭 吕安如 陈义强 路国光 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期32-42,共11页
[目的]针对日益增多的有意电磁干扰,研究高功率微波脉冲作用下雷达、通信用氮化镓(GaN)低噪声放大器(LNA)的损伤效应。[方法]开展不同脉冲宽度和占空比的微波脉冲注入试验研究,以探究GaN LNA直流及射频参数的变化情况。通过连续波及不... [目的]针对日益增多的有意电磁干扰,研究高功率微波脉冲作用下雷达、通信用氮化镓(GaN)低噪声放大器(LNA)的损伤效应。[方法]开展不同脉冲宽度和占空比的微波脉冲注入试验研究,以探究GaN LNA直流及射频参数的变化情况。通过连续波及不同脉冲宽度和占空比的微波脉冲试验,获取器件的阈值功率。同时,为了进一步确定GaNLNA的损伤部位以及损伤机理,对芯片进行开封,并利用显微镜、双束聚焦离子束(FIB)等分析设备对芯片表面及内部进行微观形貌表征。[结果]试验结果表明,当GaNLNA遭受脉冲宽度30ns,上升沿18ns,下降沿18ns,周期为2ms的高功率微波脉冲注入冲击后,其增益从约23.67dB恶化到-8.91dB,噪声系数从1.59dB恶化到18.13dB,输出波形严重压缩。分析表明GaNLNA的核心有源器件高电子迁移率晶体管(HEMT)容易被高功率微波损伤,受损主要源于高功率微波攻击导致栅极形成微电流通道,随后引发漏极过电流,最终永久损坏器件。[结论]研究GaNLNA及其核心有源器件HEMT在高功率微波作用下的损伤效应,为深入了解高功率微波脉冲对GaNLNA的影响以及提升GaNLNA鲁棒性提供了重要的参考价值。 展开更多
关键词 低噪声放大器 氮化镓 高电子迁移率晶体管 高功率微波 电磁防护 损伤效应
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