本實用新型屬于高功率微波研究領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖激光激勵的電磁脈沖輻射發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

目前現(xiàn)有的電磁脈沖輻射裝置利用電子學(xué)系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換為電磁輻射能量發(fā)射。隨著高功率激光技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)脈沖激光與靶材料相互作用會產(chǎn)生強烈的電磁脈沖輻射，這種激光誘導(dǎo)產(chǎn)生的電磁脈沖輻射具有脈沖短、瞬態(tài)功率高、頻譜寬的特點，通過控制激光脈沖的寬度可以獲取頻譜寬度、瞬態(tài)強度、頻率不同的電磁脈沖輻射。然而這種激光產(chǎn)生的電磁脈沖輻射利用起來還存在一定缺陷。由于脈沖激光需要在真空環(huán)境下與靶材料相互作用產(chǎn)生等離子體的情況下激發(fā)電磁脈沖輻射。在真空金屬腔體內(nèi)，電磁脈沖會發(fā)生反射和干涉，并且在金屬壁上激發(fā)感應(yīng)電流形成二次電磁發(fā)射，因此腔體內(nèi)電磁脈沖輻射模式比較復(fù)雜，并且電磁輻射場強度隨機波動較大。另外激光與材料相互作用時伴隨強光、強X射線脈沖等電離輻射，輻射場復(fù)雜，不利于進(jìn)行微波輻射測試。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型提供一種脈沖激光激勵的電磁脈沖輻射裝置，利用脈沖激光作為激勵源，與金屬靶材料相互作用產(chǎn)生強電流脈沖驅(qū)動發(fā)射天線產(chǎn)生電磁脈沖，實現(xiàn)光能向微波輻射能量的轉(zhuǎn)換，從而獲得比較穩(wěn)定可靠的電磁脈沖輻射。同時脈沖激光轟擊金屬靶材料會產(chǎn)生等離子體噴射，同時在金屬靶桿上產(chǎn)生瞬態(tài)電流脈沖，利用同軸線纜將電流脈沖引導(dǎo)到微波暗室，驅(qū)動發(fā)射天線發(fā)射電磁脈沖輻射。

一種脈沖激光激勵的電磁脈沖輻射裝置，包括脈沖激光打靶系統(tǒng)和測試環(huán)境；

所述脈沖激光打靶系統(tǒng)包括脈沖激光器1、聚焦透鏡2、真空腔體3、金屬靶4、玻璃窗口法蘭6、真空電轉(zhuǎn)接法蘭7以及金屬靶桿10；

所述聚焦透鏡2放置于玻璃窗口法蘭6前方，其中兩者的距離為所述聚焦透鏡2的焦距；

所述玻璃窗口法蘭6和真空電轉(zhuǎn)接法蘭7設(shè)置在真空腔體3的外壁上；

所述金屬靶4固定在金屬靶桿10上，金屬靶桿10安裝在真空腔體3的內(nèi)部；

所述脈沖激光器1發(fā)射的脈沖激光經(jīng)聚焦透鏡2聚焦后經(jīng)過玻璃窗口法蘭6 導(dǎo)入真空腔體3，并輻照在金屬靶4上；

所述測試環(huán)境包括發(fā)射天線8和微波暗室9；其中發(fā)射天線8放置在微波暗室9的內(nèi)部作為發(fā)射源；

所述同軸線纜5經(jīng)過真空電轉(zhuǎn)接法蘭7將金屬靶桿10與發(fā)射天線8連接起來，其中發(fā)射天線8被同軸線纜5傳遞來的由脈沖激光激勵產(chǎn)生的電流脈沖驅(qū)動，從而發(fā)射電磁脈沖信號；

所述真空腔體3為球形、或柱形金屬密閉結(jié)構(gòu)；同時真空腔體3上設(shè)置有真空玻璃窗口法蘭6和真空電轉(zhuǎn)接法蘭7，分別用來將脈沖激光導(dǎo)入到真空腔體 3內(nèi)和將電流脈沖信號從真空腔體3的真空環(huán)境輸出到微波暗室9的大氣環(huán)境中。

所述金屬靶4通過焊接或?qū)щ娔z粘貼固定在金屬靶桿10上。

有益效果：

1、本實用新型利用脈沖激光作為激勵源，通過激光與金屬靶材料相互作用產(chǎn)生電流脈沖，驅(qū)動發(fā)射天線產(chǎn)生電磁脈沖輻射；同時激光打靶系統(tǒng)與測試環(huán)境分離，可以將輸出電磁輻射脈沖與靶場復(fù)雜的電磁輻射以及電離輻射環(huán)境有效分離，獲得純凈穩(wěn)定的電磁脈沖輻射。

2、本實用新型通過調(diào)節(jié)激光參數(shù)和金屬靶參數(shù)，如靶材料或幾何尺寸，能夠獲取不同強度和頻段的電磁脈沖輻射。

附圖說明

圖1為本實用新型的電磁脈沖裝置輻射裝置應(yīng)用示意圖。

圖2為本實用新型的電磁脈沖輻射裝置中激光打靶部分的示意圖。

1-脈沖激光器，2-聚焦透鏡，3-真空腔室，4-金屬靶，5-同軸線纜，6-真空玻璃窗口法蘭，7-真空電轉(zhuǎn)接法蘭，8-發(fā)射天線，9-微波暗室，10-金屬靶桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種脈沖激光激勵的電磁脈沖輻射裝置，包括脈沖激光打靶系統(tǒng)和測試環(huán)境；

所述脈沖激光打靶系統(tǒng)包括脈沖激光器1、聚焦透鏡2、真空腔體3、金屬靶4、玻璃窗口法蘭6、真空電轉(zhuǎn)接法蘭7以及金屬靶桿10；

所述聚焦透鏡2放置于玻璃窗口法蘭6前方，其中兩者的距離為所述聚焦透鏡2的焦距；

所述玻璃窗口法蘭6和真空電轉(zhuǎn)接法蘭7設(shè)置在真空腔體3的外壁上；

所述金屬靶4固定在金屬靶桿10上，導(dǎo)電性良好，金屬靶桿10后端連接同軸線纜5，并被安裝在真空腔體3的內(nèi)部；其中脈沖激光與金屬靶4相互作用會產(chǎn)生瞬態(tài)電流脈沖，電流脈沖由同軸線纜5經(jīng)過真空電轉(zhuǎn)接法蘭7導(dǎo)入到微波暗室9內(nèi)，激勵發(fā)射天線8工作產(chǎn)生電磁脈沖輻射；

所述脈沖激光器1發(fā)射的脈沖激光經(jīng)聚焦透鏡2聚焦后經(jīng)過玻璃窗口法蘭6 導(dǎo)入真空腔體3，并輻照在金屬靶4上；其中脈沖激光的入射角度可自由調(diào)節(jié)；

所述測試環(huán)境包括發(fā)射天線8和微波暗室9；其中發(fā)射天線8放置在微波暗室9的內(nèi)部作為發(fā)射源；

所述脈沖激光打靶系統(tǒng)和測試環(huán)境在空間上相互獨立；所述同軸線纜5經(jīng)過真空電轉(zhuǎn)接法蘭7將金屬靶桿10與發(fā)射天線8連接起來，其中發(fā)射天線8被同軸線纜5傳遞來的由脈沖激光激勵產(chǎn)生的電流脈沖驅(qū)動，從而發(fā)射電磁脈沖信號；其中可以通過調(diào)節(jié)脈沖激光器1的輸入功率和更換金屬靶4的材料控制脈沖激光器1產(chǎn)生的激勵電流脈沖的強度和波形，結(jié)合不同型號發(fā)射天線8，最終實現(xiàn)不同頻段的電磁脈沖發(fā)射。

所述真空腔體3為球形、或柱形金屬密閉結(jié)構(gòu)；同時真空腔體3上設(shè)置有真空玻璃窗口法蘭6和真空電轉(zhuǎn)接法蘭7，分別用來將脈沖激光導(dǎo)入到真空腔體 3內(nèi)和將電流脈沖信號從真空腔體3的真空環(huán)境輸出到微波暗室9的大氣環(huán)境中。

所述金屬靶4通過焊接或?qū)щ娔z粘貼固定在金屬靶桿10上。

此外，電磁脈沖輻射可以通過天線模型和電流模型加以定量計算。結(jié)合激光產(chǎn)生的電流脈沖與天線的遠(yuǎn)區(qū)場發(fā)射關(guān)系，可以計算出電磁輻射的發(fā)射分布。本實用新型以對稱振子天線作為發(fā)射天線為例，激光產(chǎn)生的瞬態(tài)電流脈沖I_las，在遠(yuǎn)場區(qū)發(fā)射的電磁波場強為：

其中I_las為電流脈沖值，r，θ，分別是球坐標(biāo)系的三個坐標(biāo)分量，E_θ為電場強度在θ坐標(biāo)方向的分量，是磁場強度在坐標(biāo)方向的分量，k是電磁輻射波矢，η₀為波阻抗。

當(dāng)然，本實用新型還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。