高功率微波及源器ppt課件(存儲版)
【正文】 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(shí)現(xiàn)電子束的群聚和波 束相互作用。一方面，傳統(tǒng)的微波器件在結(jié)構(gòu)上得以改進(jìn)，其行為特性有很大的改善；另一方面，涌現(xiàn)出了許多像相對論速調(diào)管 (relativistic klystron)、虛陰極振蕩器 (vircator)等一大批依賴強(qiáng)電流的高壓運(yùn)行器件，同時也隨之出現(xiàn)了一些專門以相對論效應(yīng)為基礎(chǔ)的器件，如我們所熟悉的回旋管(grotron)、切侖可夫器件 (Cherenkov)、自由電子激光 (Free Electron Laser，簡稱 FEL)等 發(fā)展重點(diǎn) 提高功率和能量并達(dá)到更寬的頻段 要解決的基本問題 器件的效率和平均功率 目前效率 某些條件下 功率效率 40～ 50﹪ ， 實(shí)際大多數(shù)情況功率效率只有10﹪ 未來希望 平均功率達(dá)到 100kW水平 2 HPM的應(yīng)用 高功率微波 (HPM)的發(fā)展與它的應(yīng)用和需求是一種強(qiáng)烈的伴生關(guān)系，軍事需求 仍然是目前高功率微波 (HPM)理論和技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動力 微波武器 定向能武器（ DEW） HPM武器的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）不存在嚴(yán)重的傳輸問題 （ 2）全天候 ?隨著微波技術(shù)與器件的發(fā)展， 現(xiàn)代武器及軍用設(shè)備都包含越來越多的電子元器件，它們很容易遭 到高能 量脈沖功率的傷害； ?隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，一個芯片上集成的元器件超過 3億個，使其受損閾值大大降低 激光武器 微波或射頻武器 荷電粒子束武器 由于 HPM具有比普通微波功率大、能量強(qiáng)、頻率高的特點(diǎn)，所以它在 通信、雷達(dá)和其它民用領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣闊。 微波通信： 快速實(shí)現(xiàn)無線寬帶接入功能、建設(shè)局域微波通訊網(wǎng)提供多種網(wǎng) 絡(luò)服務(wù) 覆蓋范圍廣、通信距離遠(yuǎn) HPM通信 ： 傳送話音、數(shù)據(jù)、視頻和圖象等各種信號，且具有很強(qiáng)的通用 性 高效傳輸、高信息量、高保密性 雷達(dá) 高功率可以提高雷達(dá)的作用距離 ， 高重復(fù)速率可以改善雷達(dá)的分辨率高 高靈敏性 、 超距離雷達(dá)正在航天遙感和衛(wèi)星導(dǎo)航以及空對地探測等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用 ，可以預(yù)言 ， 高功率微波必將把雷達(dá)代入一個更高的技術(shù)水平和嶄新的發(fā)展領(lǐng)域 。 2| | / | |dv E B B??2 HPM研究的理論基礎(chǔ) 等離子體物理和相對論電動力學(xué) HPM器件的兩種工作狀態(tài) HPM器件：通過電子束與電磁場的相互作用來產(chǎn)生高功率微波的，所以等離子體研究中的波 粒相互作用理論可直接運(yùn)用 HPM研究 HPM文化 更接近于等離子體 文化， 而不是普通微波 文化 放大器 (Amplifier) 振蕩器 (Oscillator) 將電子的動能轉(zhuǎn)換成微波電磁能的過程一般發(fā)生在 波導(dǎo)作用：以某種方式把場的頻率和空間結(jié)構(gòu)調(diào)整到最適宜從一定的電子振蕩固有模式中提取能量 不同尺寸和形狀的波導(dǎo)可以傳播不同模式 (TM或 TE模 )的波，波的特性由色散 關(guān)系來描述 諧振腔 波導(dǎo) 2 2 2 2zkc?? ??? 截止頻率 ?任何一個具有截止
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