高功率微波及源器ppt課件(參考版)
2025-05-10 12:08本頁面
【正文】 當(dāng)今和未來的 HPM源正向著高功率、高能量、高效率、高性能的方向發(fā)展 。s ▲ 增加脈沖能量到 100kJ， 解決脈沖縮短問題 ▲ 研制可調(diào) HPM源 —回旋裝置 、 等離子體填充源 ▲ 研制自優(yōu)化源 —自動控制運(yùn)轉(zhuǎn)的 HPM、 脈沖調(diào)諧 、 輸出選擇性能最 優(yōu)化 ▲ 提高 HPM脈沖的輻射能力 —天線 、 輻射窗 、 模轉(zhuǎn)換的研究 ▲ 生產(chǎn)小型化源，實(shí)現(xiàn)高效率多平臺應(yīng)用 窄帶源功率提高已取得很大進(jìn)展，未來的發(fā)展方向是 （ 1）研究實(shí)現(xiàn) GW級功率可調(diào)性能 （ 2）尋求更小型、重量輕、效率高的源。 HPM炸彈： 海灣戰(zhàn)爭中，美海軍 在戰(zhàn)爭的第一天就從艦艇上發(fā)射了裝有這種彈頭的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈，主要用于破壞對方的指揮系統(tǒng)和供電網(wǎng)絡(luò) HPM炸彈 ： 是通過把微波束轉(zhuǎn)化為電磁能，毀傷對方電子設(shè)施和人員的一種新型定向能武器 ，它對電子系統(tǒng)和人體均可造成傷害 基本工作原理： HPM經(jīng)過天線聚集成的很窄、很強(qiáng)的束電磁波射向?qū)Ψ剑揽窟@束電磁波產(chǎn)生的高溫、電離、輻射等綜合效應(yīng)，在目標(biāo)內(nèi)部的電子線路中產(chǎn)生很高的電流電壓，擊穿或燒毀其中敏感元器件，毀損電腦中的存儲數(shù)據(jù)，從而使對方武器指揮系統(tǒng)陷于癱瘓，喪失戰(zhàn)斗力；或?qū)θ梭w肌體和機(jī)能造成損傷 HPM炸彈的使用，對攻擊方來說無疑可迅速增強(qiáng)其戰(zhàn)斗力，對目標(biāo)方來說，防御和對抗卻十分困難 破壞威力基本達(dá)到核武器水平，但更干凈 和準(zhǔn)確，并可避免誤傷平民和民用目標(biāo)，也可大大減少甚至避免攻擊方自身的人身傷亡。 HPM武器對目標(biāo)的殺傷效果 取決于初級功率源的大小、 HPM源的輸出功率、發(fā)射天線的增益和目標(biāo)與微波源 的距離 HPM武器 HPM源 微波器件 定向發(fā)射裝置 控制系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)表明 ★ ～ 1181。 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(gè)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)生器 相對論衍射發(fā)生器 托姆斯克核物理研究所 ： 主要從事 S(3GHz)波段的研究 莫斯科普通物理研究所 ： 研究擴(kuò)展到等離子體器件 研究所在研究自由電子激光、回旋管等快波器件方面是知名的 莫斯科無線電技術(shù)研究所 ：研究重點(diǎn)是虛陰極振蕩器和等離子器件 國立莫斯科大學(xué) ：表面波振蕩器和微波源理論研究 主要成就 是： （ 1）在等離子加熱用的回旋管方面達(dá)到了高平均功率 （ 2）在多波契倫柯夫發(fā)生器（ MWCG）、多波衍射發(fā)生器（ MWDG）和相對論衍 射發(fā)生器（ RDG）方面達(dá)到了高峰值功率 （ 3）研制了驅(qū)動高峰值功率和高平均功率源的小型重復(fù)脈沖功率源 （ 4）開發(fā)了用于回旋管的高效耦合器 相對論磁控管 虛陰極振蕩器 諧振器儲能源 等離子填充器件 契倫柯夫器件 虛陰極振蕩器 ?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 HPM（ 新概念 ） 武器 是一種射頻武器。 研制越來越好的 HPM模擬軟件的關(guān)鍵 ： 實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬協(xié)同工作，以交替的方式共同發(fā)展。 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 。 隨著 HPM源技術(shù)的發(fā)展， HPM的研究人員越來越要求計(jì)算物理學(xué)家能用計(jì)算機(jī)定量設(shè)計(jì) HPM源，使其滿足特定的性能要求 在 HPM源的二維和三維設(shè)計(jì)中，用的最廣的是 PIC（ particle in cell）。 3 基本原理 切侖可夫 (Cherenkov) 器件（ O型 ） 當(dāng)電子在介質(zhì)中運(yùn)動時(shí)，如果電子的運(yùn)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
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