《高功率微波及源器》ppt課件(文件)
【正文】 通信、雷達(dá)和其它民用領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣闊。 合成孔徑雷達(dá) ：是一種在距離向采用脈沖壓縮 ， 方位向采用合成孔徑 原理的高分辨雷達(dá) 。 其中最關(guān)鍵的器件是將微波（或激光）能量轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷?整流器 主要應(yīng)用領(lǐng)域： 加電給低軌道軍用衛(wèi)星、 給一些難于架線或危險的地區(qū)供應(yīng)電能、 保證天基定性向能武器系統(tǒng)的電力、 傳送衛(wèi)星太陽能電站的電能、 在月球和地球之間架起能量之橋等 1 電源 2 電磁波發(fā)生器 3 發(fā)射天線 4 接受天線、 5 高頻電磁波整流器 6 變電設(shè)備 7 有線電網(wǎng) 其它方面 高能 RF加速器 磁約束等離子體受控?zé)岷司圩? 材料加工 激光泵浦 環(huán)保工程等方面都有廣泛的應(yīng)用前景 ?HPM的發(fā)展與應(yīng)用 ?HPM源器件分類及其基本理論基礎(chǔ) ?世界工作簡單評介 ?定向能武器（ DEW） ?未來目標(biāo)和發(fā)展 1 HPM源 器件的分類 空間電荷 虛陰極振蕩器 反射三極管 慢波 (vp c) 快波 (vp c) O 型 返波振蕩器 行波管 表面波振蕩器 多波契侖科夫發(fā)生器 相對論衍射發(fā)生器 相對論速調(diào)管 等 自由電子激光器 回旋管 回旋返波振蕩器 回旋行波管 回旋速調(diào)管 回旋自諧振脈塞 等 M 型 相對論磁控管 交叉場放大器 磁絕緣傳輸線振蕩器 等 脈動場磁控管 O型器件 ： 相對論電子束漂移方向與外加磁場（波的相速度）同向， 利用軸向慢波結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電子束的群聚和波 束相互作用。 3 基本原理 切侖可夫 (Cherenkov) 器件（ O型 ） 當(dāng)電子在介質(zhì)中運動時，如果電子的運動速度大于光在介質(zhì)中的傳播速度，電子就會產(chǎn)生切侖可夫輻射 O型切侖可夫器件（ TWT）的基本結(jié)構(gòu) （ 1）波導(dǎo)入口（ 2）產(chǎn)生軸向場的磁場線圈（ 3）產(chǎn)生電子束的二極管 /加速器（ 4）慢波結(jié)構(gòu)（ 5）喇叭型天線 隨著制作加工技術(shù)的提高，行波管 (TWT)和返波管（ BWO）在結(jié)構(gòu)設(shè)計和手段上不斷推陳出新 ： 用一個均勻波導(dǎo)將周期結(jié)構(gòu)分成兩部分 以抵消反射，或在結(jié)構(gòu)上增加反射腔 ，用于進(jìn)行預(yù)群聚，目的是增加了輸出效率和功率 采用介質(zhì)加載或在管中充中性氣體 采用單交錯和雙交錯電路的微波管 )](e x p [)],(),()([)](e x p [)],(),()([)()(tkzitzrBtzrBEtkzitzrEtzrEEspsp??????????基本方程 * ( ) e x p ( )g p z b jIdv E r it z u?? ???? ? ? ?場方程 演化方程 22j j jj z j z zd qqv v E v Ed t t z m c m c? ? ???? ? ? ? ???電子能量方程 j j jjz jzd v kvd t t z? ? ? ???? ? ? ?電子相位方程 磁絕緣傳輸線振蕩器 MILO(M型器件 ) MILO與其它器件不同之處：不需外加磁場，其直流磁場是由通過管子的器件內(nèi)部電流提供的，這個直流磁場與正交的直流電場一起決定了電子的漂移速度，這樣磁絕緣傳輸線振蕩器 (MILO)自身產(chǎn)生的直流磁場可抑制電子從陰極到陽極的發(fā)射，這種自絕緣機(jī)制和低阻抗性質(zhì)可杜絕引陽極之間的電子擊穿，并允許管子操作非常大的輸入輸出功率。 目前國內(nèi)已引進(jìn)一些高功率微波源的模擬軟件 ， 其中主要是 MAGIC和KARAT軟件等 。 俄國（前蘇聯(lián)） 前蘇聯(lián)對 HPM的研究是領(lǐng)先于其它西方國家，最活躍的兩個研究中心是 應(yīng)用物理研究所 ：研究涉及慢波和快波器件 研究所在研究諸如回旋管和毫米波段內(nèi)產(chǎn)生最高平均功率的回旋自共振脈 塞等快波器件方面是世界聞名的 托姆斯克強(qiáng)流電子學(xué)研究所： 已擴(kuò)展到慢波器件 研究所對多波器件的研究是著名的，在與 BWO和 TWT相關(guān)的源方面取得 了世界記錄的微波功率水平 回旋管 CARM FEL BWO TWT BWO 多波契倫柯夫發(fā)生器 相對論衍射發(fā)
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