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

1

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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浅析美国高功率微波效应研究动态 被引量：1

2

作者 张帅 张艺博 涂敏 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-4,共4页

简要介绍了美国国际高级研究计划局(DARPA)发布的“波形捷变射频定向能(WARDEN)”项目、空军研究实验室公布的《定向能和基地防御》和《定向能未来2060-美国国防部定向能技术未来40年远景》报告,重点分析了“WARDEN”项目、《定向能和... 简要介绍了美国国际高级研究计划局(DARPA)发布的“波形捷变射频定向能(WARDEN)”项目、空军研究实验室公布的《定向能和基地防御》和《定向能未来2060-美国国防部定向能技术未来40年远景》报告,重点分析了“WARDEN”项目、《定向能和基地防御》和《定向能未来2060-美国国防部定向能技术未来40年远景》报告中的高功率微波效应研究动态,分析归纳了当前美国高功率微波效应研究进展和研究重点是“深化无人机和巡航导弹高功率微波后门扰乱效应机理,提升高功率微波武器系统对无人机和巡航导弹的攻击距离”,这些结论可为我国高功率微波效应研究提供重要参考。 展开更多

关键词 波形捷变射频定向能 定向能未来2060 定向能和基地防御 高功率微波效应

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用于微波无线输能的高增益柔性天线研究

3

作者 彭文雄 李鑫源 +2 位作者 肖辉 张淮清 刘哲玮 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期57-60,共4页

为克服传统有线供能方式的接入不便问题,提出了一种用于5.8 GHz微波无线输能(MWPT)高增益柔性天线。天线以聚酰亚胺(PI)为基底,采用广义迭代设计方法得到3层圆环结构,并选用共面波导(CPW)方式馈电。此外,为提高天线增益,在天线背面加载... 为克服传统有线供能方式的接入不便问题,提出了一种用于5.8 GHz微波无线输能(MWPT)高增益柔性天线。天线以聚酰亚胺(PI)为基底,采用广义迭代设计方法得到3层圆环结构,并选用共面波导(CPW)方式馈电。此外,为提高天线增益,在天线背面加载空气层和柔性反射板,并对天线性能进行了测试。测量结果显示:该天线在频率5.8 GHz处的峰值增益为9.51 dBi;当天线弯曲在曲率半径为85,60,45 mm时,增益始终保持在8.89 dBi以上,S_(11)幅值始终小于-10 dB。最后,通过微波无线输能实验测得该天线最大能量捕获效率可达71.3%,在弯曲状态下也能保持59%以上的捕获效率。该天线的高增益、高能量捕获效率以及稳定性证明了其在微波无线输能中具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 柔性天线 高增益 微波无线输能 能量捕获效率

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高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真 被引量：7

4

作者 郝西伟 张冠军 +3 位作者 黄文华 秋实 陈昌华 方进勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期99-104,共6页

建立了真空中高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真模型,充分考虑了微波电磁场及介质表面静电场等影响因素。通过对不同电子出射初始角度和微波场参数(电场幅值、频率及电子出射时电场相位)对电子运动状态影响的仿真分析,得到了... 建立了真空中高功率微波作用下介质窗表面电子运动2维仿真模型,充分考虑了微波电磁场及介质表面静电场等影响因素。通过对不同电子出射初始角度和微波场参数(电场幅值、频率及电子出射时电场相位)对电子运动状态影响的仿真分析,得到了二次电子倍增过程中电子在复合场下的运动轨迹、电子重新返回介质表面的撞击能量及返回时间等状态参数,获得了电子运动状态参数随电子出射角度和微波场参数的变化规律。研究发现:电子出射角度对其运动状态有显著影响,电子存在运动轨迹最大的某一出射角度,该角度下电子拥有最大的撞击能量;微波电场幅值的增加将使电子撞击能量增加,返回时间减小,微波电场相位的变化使电子的撞击能量和返回时间呈周期振荡,这从本质上解释了电子数量在二次电子倍增过程中以微波频率两倍周期振荡的原因;随着微波频率的增加电子将由简单的类抛物线运动转变为复杂的振荡运动。 展开更多

关键词 高功率微波 介质窗 2维仿真 电子运动轨迹 撞击能量 返回时间

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不锈钢电子束收集极的损伤能量密度阈值 被引量：4

5

作者 霍少飞 孙钧 +3 位作者 梁玉钦 陈昌华 吴平 张晓微 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期33-36,共4页

对强磁场相对论返波管系统中电子束收集极损伤的主要影响因素进行了分析,通过设计并使用锥面不锈钢收集极,提高了收集极的耐电子束轰击能力。在单次实验条件下,研究了电子束能量密度对不锈钢收集极表面损伤及系统产生微波的影响,结合对... 对强磁场相对论返波管系统中电子束收集极损伤的主要影响因素进行了分析,通过设计并使用锥面不锈钢收集极,提高了收集极的耐电子束轰击能力。在单次实验条件下,研究了电子束能量密度对不锈钢收集极表面损伤及系统产生微波的影响,结合对无箔二极管中电子束空间密度分布的研究结果,给出了不锈钢收集极损伤电子束能量密度阈值范围。 展开更多

关键词 电子束收集极 不锈钢 高能量密度 损伤阈值 高功率微波

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能量倍增器法微波脉冲压缩 被引量：5

6

作者 沈旭明 张鹏 和天慧 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期849-852,共4页

为了开展S波段能量倍增器脉冲压缩实验,对能量倍增器进行了冷测和热测工作,主要包括对能量倍增器的指标、参数的测量以及在高功率下对能量倍增器的输出功率、功率增益等参数的测量。实验中,完成了微波固态源系统的改造,研制了同步信号... 为了开展S波段能量倍增器脉冲压缩实验,对能量倍增器进行了冷测和热测工作,主要包括对能量倍增器的指标、参数的测量以及在高功率下对能量倍增器的输出功率、功率增益等参数的测量。实验中,完成了微波固态源系统的改造,研制了同步信号控制器,研究了输入输出脉冲宽度对输出峰值功率的影响,并对实验中可能的射频击穿问题进行了研究。在输入功率5 MW时,得到了功率增益7.122,输出脉宽260 ns,输出峰值功率35.35 MW。 展开更多

关键词 射频脉冲压缩器 能量倍增器 功率增益 高功率微波

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宽带高功率贴片天线优化设计与实验 被引量：4

7

作者 徐刚 廖勇 +3 位作者 谢平 张现福 孟凡宝 唐传祥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2388-2392,共5页

研制了中心频率为300 MHz的宽带高功率贴片天线,并进行了高功率实验研究。采用Taguchi全局优化算法对双层贴片天线的结构参数进行优化设计,使其驻波比小于3的带宽达到60.2%,最大增益8.1dB。为提高其功率容量,对贴片、介质基底和馈电结... 研制了中心频率为300 MHz的宽带高功率贴片天线,并进行了高功率实验研究。采用Taguchi全局优化算法对双层贴片天线的结构参数进行优化设计,使其驻波比小于3的带宽达到60.2%,最大增益8.1dB。为提高其功率容量,对贴片、介质基底和馈电结构进行了改进和相应的绝缘设计。小信号测试结果与理论计算吻合,实测带宽达到64.2%。高功率实验中,馈入峰值89 kV和-81 kV的双极的脉冲,辐射因子达到75.2 kV,等效峰值辐射功率为188.5 MW,辐射场频谱的3 dB带宽为46%,实测能量方向图与模拟结果相符,半能量角宽约为90°。 展开更多

关键词 宽带高功率微波 贴片天线 优化设计 带宽 辐射因子 能量方向图

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高功率微波脉冲大气击穿及其对能量传输的影响 被引量：29

8

作者 段耀勇 陈雨生 《微波学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期260-264,219,共6页

本文应用较宽范围的电子与大气中性分子相互作用参数研究了高功率微波脉冲的大气击穿 ;定义高功率微波脉冲的逃逸时间 ;分析传输能流密度与输入功率密度的关系。研究了大量参数对输出能量的影响。

关键词 高功率微波脉冲 大气击穿 能量传输

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影响相对论磁控管效率的因素分析 被引量：2

9

作者 李天明 李家胤 +5 位作者 于秀云 张廷伟 汪海洋 李浩 周翼鸿 邹焕 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1721-1725,共5页

相对论磁控管与普通磁控管效率形成了极大的反差.本文依据打上阳极表面的电子流剩余能量,分析了同步速度、电子小回旋运动、层流厚度、回旋半径、空间直流电荷场与强高频场对效率的影响,并以经典的S波段A6相对论磁控管为例,数值比较了... 相对论磁控管与普通磁控管效率形成了极大的反差.本文依据打上阳极表面的电子流剩余能量,分析了同步速度、电子小回旋运动、层流厚度、回旋半径、空间直流电荷场与强高频场对效率的影响,并以经典的S波段A6相对论磁控管为例,数值比较了效率随以上各因素的变化,结果表明:强高频场影响是造成相对论磁控管效率低下的主要原因,此结论通过粒子模拟也得到了证实. 展开更多

关键词 高功率微波 相对论磁控管 电子效率 剩余能量

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新型电感储能脉冲功率驱动源 被引量：3

10

作者 李志强 钟辉煌 +4 位作者 樊玉伟 舒挺 杨建华 许流荣 赵延宋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期735-738,共4页

提出了将传统单个储能电感利用传输线分隔成两部分的新型电感储能脉冲功率驱动源技术方案。理论分析表明,利用传输线电容的耦合延时作用,可有效对调制器输出脉冲波形进行整形,并且可以进一步提高能量转换效率,从而克服传统电感储能脉冲... 提出了将传统单个储能电感利用传输线分隔成两部分的新型电感储能脉冲功率驱动源技术方案。理论分析表明,利用传输线电容的耦合延时作用,可有效对调制器输出脉冲波形进行整形,并且可以进一步提高能量转换效率,从而克服传统电感储能脉冲功率源输出波形质量差(类三角波波形)的缺点。基于该思想开展了实验研究,获得了电压约300 kV,电流约20 kA的电子束,并成功驱动S波段磁绝缘线振荡器获得了百MW量级的微波输出。 展开更多

关键词 电感储能 脉冲功率技术 高功率微波 电路仿真 磁绝缘线振荡器

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高功率微波定向能车辆阻停系统的技术发展及应用 被引量：11

11

作者 阮存军 刘濮鲲 高怀林 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期712-716,共5页

高功率微波定向能车辆阻停系统是美国、德国近年来投入巨资研发成功并装备公安武警,专门针对公共区域恐怖犯罪和驾车自杀式袭击等场合的"反车辆"的一种高功率微波电子系统。本文给出了国际上发展的两种类型的微波定向能车辆... 高功率微波定向能车辆阻停系统是美国、德国近年来投入巨资研发成功并装备公安武警,专门针对公共区域恐怖犯罪和驾车自杀式袭击等场合的"反车辆"的一种高功率微波电子系统。本文给出了国际上发展的两种类型的微波定向能车辆阻停系统的研究进展,一类是基于超高电压发生成形技术和皮秒级超快开关技术的超宽带微波定向能系统,对目标车辆的阻停作用距离为6-50m左右;一类是基于小型化紧凑型脉冲功率技术与虚阴极后加速管(Reltron)技术的窄带微波定向能系统,利用Reltron产生的50MW微波功率输出,通过高增益波导缝隙阵列天线对目标车辆的阻停作用距离100m以上。通过分析研究,给出了微波定向能车辆阻停系统的技术发展趋势,并提出了在我国发展这种系统的重要应用和需求。 展开更多

关键词 高功率微波 定向能 车辆阻停系统 超宽带 窄带 虚阴极后加速管 阻停距离

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高平均功率铁氧体器件的发展及其应用 被引量：6

12

作者 魏克珠 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2002年第5期80-81,86,共3页

叙述了几种高功率铁氧体器件在微波能上的新应用。

关键词 高平均功率 铁氧体器件 环行器 微波能 隔离器

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新型全吸收式高功率微波能量计 被引量：1

13

作者 张翠翠 王益 王建忠 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期63-69,共7页

为解决高功率微波源传输线内能量的测量,研制了一种全吸收式液体高功率微波能量计。能量计采用乙醇、去离子水等混合液作为吸收液,吸收液吸收微波后体积膨胀,探测器内的液面升高,通过控制系统得到液面升高引起的电压变化值,从而得到被... 为解决高功率微波源传输线内能量的测量,研制了一种全吸收式液体高功率微波能量计。能量计采用乙醇、去离子水等混合液作为吸收液,吸收液吸收微波后体积膨胀,探测器内的液面升高,通过控制系统得到液面升高引起的电压变化值,从而得到被测能量的大小。该套能量计具有结构简单、测量准确度高等特点,经过实验,测得能量计端口的电压反射系数小于-20dB,具有较好的匹配性,能够开展10-600J能量的测量,5次测量结果标准偏差优于3%,可满足高功率微波源传输线内或空间辐射能量的测量。 展开更多

关键词 高功率微波 能量计 微波测量 全吸收 液体吸收式

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微波气体放电等离子体与余辉中的动理学研究 被引量：1

14

作者 杨薇 周前红 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期62-66,共5页

研究了微秒脉冲聚焦微波束气体放电等离子体的动理学过程。数值模型基于自洽求解的微波电场亥姆霍兹方程、粒子连续性方程以及电子能量、气体分子振动能量和平动能量的平衡方程,并与等离子体动理学反应互相耦合。对比了国外报道的近期... 研究了微秒脉冲聚焦微波束气体放电等离子体的动理学过程。数值模型基于自洽求解的微波电场亥姆霍兹方程、粒子连续性方程以及电子能量、气体分子振动能量和平动能量的平衡方程,并与等离子体动理学反应互相耦合。对比了国外报道的近期两项相关实验:次MW级X波段9.4GHz微波氮气击穿和MW级W波段110GHz微波大气击穿。在次MW级实验中,计算所得电子激发态N_2(C^3Π_u)的数密度与实验所测发射光谱第二正带隙的强度一致;在MW级实验中,模拟结果重复了发射光谱测量所得振动温度和平动温度对放电气压的依赖关系。结果揭示了上述模拟和实验符合的内在物理机制。 展开更多

关键词 高功率微波 气体放电 等离子体 能量平衡 发射光谱

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时分复用射频前端高功率微波波形响应 被引量：2

15

作者 张泽海 周扬 +3 位作者 张洋 阳福香 葛行军 贺军涛 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期87-93,共7页

为研究系统级射频设备高功率微波前门效应,采用注入法对某4G基站的滤波器、环形器、低噪放及功放构成的射频前端进行实验研究。结果表明,高功率微波脉冲上升沿和下降沿被射频前端滤波器强烈反射,脉冲平顶段反射很小。反射波形在上升沿... 为研究系统级射频设备高功率微波前门效应,采用注入法对某4G基站的滤波器、环形器、低噪放及功放构成的射频前端进行实验研究。结果表明,高功率微波脉冲上升沿和下降沿被射频前端滤波器强烈反射,脉冲平顶段反射很小。反射波形在上升沿及下降沿呈尖峰、在脉冲中部呈平底,显示高功率微波陡峭的上升沿和下降沿包含的丰富的滤波器带外频率成分被反射,导致通过滤波器的脉冲头尾被削弱。经滤波器后,高功率微波脉冲可由环行器进入上行通道低噪放,进而被反射,环行进入下行通道功率放大器,被再次反射,再环行从注入口输出。实验中监测到了经两次反射环行的高功率微波脉冲。说明在高功率脉冲条件下,原本由环形器隔离的下行通道功率放大器同样会承受上行通道进入的高功率微波脉冲损伤的风险。 展开更多

关键词 射频前端 时分复用 高功率微波 波形响应 环行器

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等离子体与高功率微波相互作用中电子分布特性 被引量：1

16

作者 李志刚 陈宗胜 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期10-17,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 高功率微波 等离子体 相互作用 电子数密度 电子能

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基于压力传感器的脉冲微波量热计

17

作者 叶虎 宁辉 +2 位作者 田彦民 杨猛 杨文森 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期74-78,共5页

设计了一种基于固定体积液体吸收微波能量后温度升高、压力增大原理的脉冲微波量热计.采用纯水作为吸收介质,压阻传感器作为传感装置,具有对液体热学性能参数要求低、量程大和灵敏度高的优点.实验结果表明:该型量热计的能量分辨率为0.5J... 设计了一种基于固定体积液体吸收微波能量后温度升高、压力增大原理的脉冲微波量热计.采用纯水作为吸收介质,压阻传感器作为传感装置,具有对液体热学性能参数要求低、量程大和灵敏度高的优点.实验结果表明:该型量热计的能量分辨率为0.5J,量程大于180J,证明了该方法用于大功率脉冲微波能量测量的可行性.同时,在对吸收腔体表面的场分布进行优化设计后,也可用于高功率微波能量测量,为用于高功率微波能量测量的量热计设计提供了一种新的技术思路. 展开更多

关键词 脉冲微波能量 量热计 压力传感器 高功率微波

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一种计算金属二次电子发射系数的解析模型

18

作者 何鋆 李军 +2 位作者 曹猛 崔万照 刘纯亮 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期17-23,共7页

精确的金属材料二次电子发射系数模型对于计算空间大功率微波部件的微放电功率阈值至关重要,而现有的二次电子发射系数模型在准确性和工程应用两方面不能兼顾。通过分析二次电子的逸出几率,结合修正的Bethe能量损失规律,建立了金属材料... 精确的金属材料二次电子发射系数模型对于计算空间大功率微波部件的微放电功率阈值至关重要,而现有的二次电子发射系数模型在准确性和工程应用两方面不能兼顾。通过分析二次电子的逸出几率,结合修正的Bethe能量损失规律,建立了金属材料二次电子发射系数的解析模型。进一步以未清洗的和Ar离子清洗过的Ag材料为例,用解析模型对试验测量值进行了拟合,在获得解析模型中关键参数的基础上建立了Ag材料二次电子发射系数模型。计算结果显示,在不同入射角度下未清洗和清洗Ag材料的模型计算值与试验值的均方差在4%以内,表明提出的解析模型在减少拟合参数的基础上能够获得具体金属材料精确的二次电子发射系数模型,可用于精确模拟空间大功率微波部件的微放电功率阈值和加速器内部的电子云浓度。 展开更多

关键词 二次电子发射 空间大功率微波部件 解析模型 金属表面 能量损失

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HPM等离子体有源天线散射研究

19

作者 冯宇 朱毅军 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期39-41,51,共4页

应用高功率微波大气传输机理和等离子体物理理论,提出了一种新概念天线—等离子有源天线;首先计算高功率微波脉冲的等离子体的折射指数,分析折射指数与反射能流密度及输入功率密度的关系,然后研究了高度等参量对等离子有源天线输出能量... 应用高功率微波大气传输机理和等离子体物理理论,提出了一种新概念天线—等离子有源天线;首先计算高功率微波脉冲的等离子体的折射指数,分析折射指数与反射能流密度及输入功率密度的关系,然后研究了高度等参量对等离子有源天线输出能量的影响. 展开更多

关键词 高功率微波 等离子有源天线 输出能量

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波导型能量选择电磁防护器件设计与实现 被引量：3

20

作者 张继宏 徐延林 +2 位作者 毋召锋 查淞 刘培国 《微波学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期36-40,共5页

提出了一种用于矩形波导的波导型能量选择电磁防护器件。该器件在波导内壁加装了加载PIN二极管单元的超表面阵列,可根据波导内电磁波场强大小自适应切换加载二极管单元的状态,实现基于波导传输功率的传输特性变化。为验证可行性和器件性... 提出了一种用于矩形波导的波导型能量选择电磁防护器件。该器件在波导内壁加装了加载PIN二极管单元的超表面阵列,可根据波导内电磁波场强大小自适应切换加载二极管单元的状态,实现基于波导传输功率的传输特性变化。为验证可行性和器件性能,本文基于WR430波导进行了器件设计和实现。仿真和测试结果表明,当入射波功率低于25 dBm时,该器件在1.8~2.2 GHz内的插入损耗不高于1.5 dB;当入射波功率高于37 dBm时,该器件在中心频率处的隔离度不低于20 dB。仿真与测试结果吻合一致,证明所提波导型能量选择电磁防护器件具备较好的电磁防护能力。 展开更多

关键词 自适应超表面 能量选择表面 高功率微波 波导器件 二极管加载

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