高功率微波及源器ppt課件-展示頁
2025-05-16 12:08本頁面
【正文】 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(dòng)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(gè)芯片上集成的元器件超過 3億個(gè)，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。高功率微波及其發(fā)展應(yīng)用簡介 Development and Appling of High Power Microwave(HPM) ?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(píng)介 ?定向能武器（ DEW） ?未來目標(biāo)和發(fā)展 電磁波譜及主要產(chǎn)生方式 1 高功率微波 (high power microwaveHPM) 峰值功率超過 100MW 頻率范圍在 － 300GHz之間 波長跨越厘米波和毫米波的脈沖電磁輻射 高功率微波源分 高平均功率源 （ 寬帶源 ） 高峰值功率源（窄帶源） 性能指標(biāo)： 品質(zhì)因子 Pavf2(Pav為平均功率， f為頻率 ) 在熱核聚變、等離子體加熱、先進(jìn)的高能粒子加速器和對(duì)撞機(jī)、高效通信和 RF武器等需求的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力下，微波器件的品質(zhì)因子 Pavf2以每十年增長一個(gè)數(shù)量級(jí)的速度增長，從實(shí)際需求看，當(dāng)今和未來 HPM技術(shù)正向著 高功率、高效率、寬頻帶 的目標(biāo)發(fā)展 HPM的發(fā)展原動(dòng)力主要來自于軍事需求 1937年 第一個(gè)腔型器件－速調(diào)管 (klystron)誕生，隨之而來的是第二次世界大戰(zhàn)期間的的科技大爆炸，戰(zhàn)爭的需求導(dǎo)致了 磁控管 (magron)、 行波管 (traveling wave tube，簡稱 TWT) 返波振蕩器 (backward wave oscillator，簡稱 BWO)的 發(fā)明。 本世紀(jì) 60年代 由于核武器效應(yīng)模擬和高能物理理論和技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了脈沖功率 (pulsed power)技術(shù)的引入，能量接近于電子靜止能量 (510kev)的強(qiáng)流 (I MA)相對(duì)論電子束和電壓為數(shù)兆伏或更高的高壓脈沖的產(chǎn)生已成為現(xiàn)實(shí)，這使得高功率微波的范圍得到了擴(kuò)大。 通信 在信息量方面，信息容量與頻帶寬度和中心頻率成正比，信息量越大越復(fù)雜，就需要越寬的頻帶和越高的頻率。 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(hào)，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(duì)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(gè)更高的技術(shù)水平和嶄新的發(fā)展領(lǐng)域 。 基本原理：相當(dāng)于一個(gè)二維脈沖壓縮濾波器 它將雷達(dá)從用于 “ 探測 ” 目標(biāo)提高到用于目標(biāo) “ 成像 ” ， 應(yīng)用領(lǐng)域也從軍事偵察擴(kuò)大到經(jīng)濟(jì) 、 資源和高科技信息等方面 。 距離維 脈壓濾波器 方向維 脈壓濾波器 地域回波 圖象 無線輸電 微波源或激光器 、 發(fā)射與接受天線、微波或激光整流器組成 。 特點(diǎn) ：頻率穩(wěn)定、波 束相互作用效率高、起振快 但它的高阻抗性質(zhì)限制了功率的產(chǎn)生和提高，外加高磁場限制了器件的小型化。 2| | / | |dv E B B??2 HPM研究的理論基礎(chǔ) 等離子體物理和相對(duì)論電動(dòng)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 (Ampl
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