一種頻率可調(diào)的高功率輻射器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種頻率可調(diào)的高功率輻射器，通過(guò)改變天線振子長(zhǎng)度、放電間距和充氣氣壓實(shí)現(xiàn)中心頻率可調(diào)的輻射器，結(jié)合充電電源和脈沖功率源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)輸出不同頻率的高功率電磁脈沖的輻射場(chǎng)。本發(fā)明與普通高功率寬帶天線相比，具有以下特點(diǎn)：1輻射頻率可調(diào)：在相同的脈沖功率源的激勵(lì)下，通過(guò)置換輻射器中不同組長(zhǎng)度振子，實(shí)現(xiàn)輻射頻率的調(diào)節(jié)，不需要采用不同的功率源，降低了電磁脈沖效應(yīng)試驗(yàn)的要求和成本。2放電間距可調(diào)：通過(guò)將放電開(kāi)關(guān)的電極間距設(shè)置為天線罩外部可調(diào)的方式，可以實(shí)現(xiàn)輻射器的組陣，可以獲得更高的輻射場(chǎng)強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種頻率可調(diào)的高功率輻射器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高功率脈沖壓縮及電磁輻射裝置，涉及一種頻率可調(diào)的高功率輻射器，是一種通過(guò)自身結(jié)構(gòu)將饋入高壓脈沖進(jìn)行壓縮，將電壓脈沖轉(zhuǎn)化為射頻脈沖，并實(shí)現(xiàn)向空間的有效輻射的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行電磁脈沖對(duì)電子學(xué)設(shè)備的損傷效應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，需要更換不同中心頻率的高功率輻射源，以期獲得靶目標(biāo)的敏感頻率和損傷閾值。為了獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行各種輻射系統(tǒng)的配套，一方面對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地的面積提出了交高要求，另一方面也增加了試驗(yàn)所需的成本。因而，一套基于頻率可調(diào)輻射器的高功率輻射系統(tǒng)對(duì)電磁脈沖損傷效應(yīng)和電磁加固測(cè)試十分的必要。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)對(duì)頻率可調(diào)的高功率寬帶輻射器尚未開(kāi)展專門(mén)的研究工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種頻率可調(diào)的高功率輻射器，可以有效降低高功率電磁脈沖效應(yīng)試驗(yàn)對(duì)輻射源種類和試驗(yàn)場(chǎng)地的要求。
[0006]技術(shù)方案
[0007]一種頻率可調(diào)的高功率輻射器，其特征在于包括輸入端子1、端板2、法蘭盤(pán)3、天線罩管體4、輻射振子5、盤(pán)錐6、放電電極7、調(diào)節(jié)桿8和支架9 ;天線罩管體4的兩端通過(guò)法蘭盤(pán)3固定端板2，端板2的中部設(shè)有輸入端子I ;天線罩管體4圓柱體內(nèi)的的兩端固定圓形支架9，支架9的前端固定盤(pán)錐6，多個(gè)輻射振子5與盤(pán)錐6上的多個(gè)通孔連接；放電電極7設(shè)在盤(pán)錐6的中部，并與調(diào)節(jié)桿8的一端連接，調(diào)節(jié)桿8的另一端與輸入端子I上的調(diào)節(jié)螺紋連接；端板2與法蘭盤(pán)3、端板2與輸入端子I之間設(shè)有密封O型橡膠圈，天線罩管體4與端板2和法蘭盤(pán)3形成的空間中充有用于放電開(kāi)關(guān)的高電壓絕緣的氮?dú)饣蛄驓怏w。
[0008]所述輻射振子5的長(zhǎng)度取決于輻射器需要輸出的頻率。
[0009]所述天線罩管體4的圓柱型管體采用纏繞玻璃絲管一次成型制備。
[0010]所述天線罩管體4的承受壓力為6_8MPa。
[0011]所述放電電極采用球面削頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
[0012]所述盤(pán)錐6的邊角為導(dǎo)圓結(jié)構(gòu)。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明提出的一種頻率可調(diào)的高功率輻射器，通過(guò)改變天線振子長(zhǎng)度、放電間距和充氣氣壓實(shí)現(xiàn)中心頻率可調(diào)的輻射器，結(jié)合充電電源和脈沖功率源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)輸出不同頻率的高功率電磁脈沖的輻射場(chǎng)。
[0015]本發(fā)明與普通高功率寬帶天線相比，具有以下特點(diǎn):
[0016]I輻射頻率可調(diào):在相同的脈沖功率源的激勵(lì)下，通過(guò)置換輻射器中不同組長(zhǎng)度振子，實(shí)現(xiàn)輻射頻率的調(diào)節(jié)，不需要采用不同的功率源，降低了電磁脈沖效應(yīng)試驗(yàn)的要求和成本。
[0017]2放電間距可調(diào):通過(guò)將放電開(kāi)關(guān)的電極間距設(shè)置為天線罩外部可調(diào)的方式，可以實(shí)現(xiàn)輻射器的組陣，可以獲得更高的輻射場(chǎng)強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1:本發(fā)明的頻率可調(diào)輻射器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2:盤(pán)維6結(jié)構(gòu)不意圖，a:正視圖；b:側(cè)視圖；
[0020]圖3:輻射振子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4:放電電極結(jié)構(gòu)示意圖，a:側(cè)視圖；b:頂視圖；
[0022]1-輸入端子，2-端板，3-法蘭盤(pán)，4-天線罩管體，5-輻射振子，6_盤(pán)錐，7_放電電極，8-調(diào)節(jié)桿，9-支架；
[0023]圖5:輻射器工作流程圖；
[0024]圖6:天線激勵(lì)波形；
[0025]圖7:7cm振子天線的遠(yuǎn)場(chǎng)福射圖
[0026]圖8:7cm振子天線的福射頻譜分布圖；
[0027]圖9:15cm振子天線的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖；
[0028]圖10:15cm振子天線的輻射頻譜分布圖；

【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0030]本發(fā)明實(shí)施例的方案是:由高氣密等級(jí)的天線罩管體、調(diào)節(jié)桿、間距可調(diào)的放電電極、盤(pán)錐和輻射振子組成，如圖1所示。
[0031 ] 天線罩管體4的兩端通過(guò)法蘭盤(pán)3固定端板2，端板2的中部設(shè)有輸入端子I ;天線罩管體4圓柱體內(nèi)的的兩端固定圓形支架9，支架9的前端固定盤(pán)錐6，多個(gè)輻射振子5 (如圖2所示)與盤(pán)錐6 (如圖3所示)上的多個(gè)通孔通過(guò)螺紋連接；通過(guò)在盤(pán)錐上安裝不同長(zhǎng)度(單次安裝的振子長(zhǎng)度一致)的振子，實(shí)現(xiàn)輻射器輸出頻率的調(diào)節(jié)。
[0032]放電電極7設(shè)在盤(pán)錐6的中部，并與調(diào)節(jié)桿8的一端連接，調(diào)節(jié)桿8的另一端與輸入端子I上的調(diào)節(jié)螺紋連接；由于氣體放電存在一定的離散性，為了解決輻射器組陣輻射不同步的問(wèn)題，將放電間距設(shè)計(jì)為一定范圍可調(diào)節(jié)的方式。
[0033]端板2與法蘭盤(pán)3、端板2與輸入端子I之間設(shè)有密封O型橡膠圈，天線罩管體4與端板2和法蘭盤(pán)3形成的空間中充有用于放電開(kāi)關(guān)的高電壓絕緣的氮?dú)饣蛄驓怏w。
[0034]本發(fā)明中，輻射器為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。其中天線罩的管體為圓柱體，采用纏繞玻璃絲管一次成型工藝，并在兩端的法蘭盤(pán)中預(yù)埋絲套。端板與法蘭盤(pán)、端板與輸入端子之間采用O型橡膠圈進(jìn)行密封。該天線罩具有較低的介電常數(shù)和良好的密封能力，管體可以承受6-8MPa左右的壓力；調(diào)節(jié)桿與放電電極通過(guò)螺紋連接，可實(shí)現(xiàn)放電開(kāi)關(guān)電極間距在天線罩外部O-1Omm的調(diào)節(jié)。放電電極采用球面削頂?shù)姆绞?，如圖4所示。邊角導(dǎo)圓的金屬盤(pán)錐和輻射振子通過(guò)螺紋連接，良好導(dǎo)通組成天線，實(shí)現(xiàn)電磁脈沖的全向輻射。
[0035]該輻射器的工作過(guò)程可以敘述如下:快前沿高壓脈沖經(jīng)過(guò)輻射器輸入端子，對(duì)兩個(gè)天線盤(pán)錐平面的分布電容進(jìn)行充電，當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)擊穿氣體開(kāi)關(guān)(由兩個(gè)放電電極和絕緣氣體組成)，形成射頻脈沖，經(jīng)由盤(pán)錐和輻射振子組成的天線向外輻射高功率電磁脈沖，工作流程如圖5所示。
[0036]在進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，采用氣體放電的等效波形-雙指數(shù)脈沖(如圖6所示)，分別激勵(lì)振子長(zhǎng)度為7cm、15cm的輻射器，得到的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖和頻譜分布圖，分別如圖7-圖10所示。從圖中可以明顯看出，同樣的激勵(lì)波形，不同振子長(zhǎng)度的輻射器輻射信號(hào)的中心頻率不同。
【權(quán)利要求】
1.一種頻率可調(diào)的高功率輻射器，其特征在于包括輸入端子(I)、端板(2)、法蘭盤(pán)(3)、天線罩管體(4)、輻射振子(5)、盤(pán)錐(6)、放電電極(7)、調(diào)節(jié)桿(8)和支架(9);天線罩管體(4)的兩端通過(guò)法蘭盤(pán)(3)固定端板(2)，端板(2)的中部設(shè)有輸入端子(I);天線罩管體(4)圓柱體內(nèi)的的兩端固定圓形支架(9)，支架(9)的前端固定盤(pán)錐(6)，多個(gè)輻射振子(5)與盤(pán)錐(6)上的多個(gè)通孔連接；放電電極(7)設(shè)在盤(pán)錐(6)的中部，并與調(diào)節(jié)桿(8)的一端連接，調(diào)節(jié)桿(8)的另一端與輸入端子(I)上的調(diào)節(jié)螺紋連接；端板(2)與法蘭盤(pán)(3)、端板(2)與輸入端子⑴之間設(shè)有密封O型橡膠圈，天線罩管體(4)與端板⑵和法蘭盤(pán)(3)形成的空間中充有用于放電開(kāi)關(guān)的高電壓絕緣的氮?dú)饣蛄驓怏w。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻率可調(diào)的高功率輻射器，其特征在于:所述輻射振子(5)的長(zhǎng)度取決于輻射器需要輸出的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻率可調(diào)的高功率輻射器，其特征在于:所述天線罩管體(4)的圓柱型管體采用纏繞玻璃絲管一次成型制備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述頻率可調(diào)的高功率輻射器，其特征在于:所述天線罩管體(4)的承受壓力為6-8MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻率可調(diào)的高功率輻射器，其特征在于:所述放電電極采用球面削頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻率可調(diào)的高功率輻射器，其特征在于:所述盤(pán)錐￠)的邊角為導(dǎo)圓結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK104241821SQ201410418462
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】何鵬軍, 田川, 蔣丹, 李奇威, 張歡陽(yáng), 張帆 申請(qǐng)人:西安電子工程研究所