電-磁振子組合型寬帶高功率微波天線研究.pdf

1、寬帶高功率微波具有無(wú)需電子束驅(qū)動(dòng)和引導(dǎo)磁場(chǎng)、無(wú)需真空工作環(huán)境和對(duì)目標(biāo)的后門(mén)耦合效率高等優(yōu)點(diǎn)，使其更適合于發(fā)展高效率、緊湊型的寬帶高功率微波輻射系統(tǒng)。作為輻射系統(tǒng)中的重要部分，寬帶高功率微波天線一直是研究的熱點(diǎn)。本文選擇對(duì)應(yīng)用于寬帶高功率微波系統(tǒng)的電-磁振子組合型天線進(jìn)行研究，對(duì)電-磁振子組合型天線進(jìn)行了小型化設(shè)計(jì)和仿真，研制了用于輻射300 MHz~500 MHz的小型化寬帶高功率微波天線，并開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用方面的研究。具體研究?jī)?nèi)容包括

2、以下幾個(gè)方面：
　　1、對(duì)電-磁振子組合型天線的兩個(gè)輻射單元――電流環(huán)輻射單元和TEM喇叭輻射單元進(jìn)行了分析，并對(duì)電-磁振子組合型天線的輻射原理做了進(jìn)一步分析和總結(jié)，通過(guò)分析得到通過(guò)調(diào)節(jié)電流環(huán)的周長(zhǎng)和TEM喇叭的結(jié)構(gòu)尺寸，可以改變其阻抗特性，使電振子和磁振子形成互補(bǔ)輻射，使兩個(gè)輻射單元的空間輻射場(chǎng)得到疊加，最大程度地提高天線的輻射效率。
　　2、對(duì)電-磁振子組合型天線進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果表明口徑面尺寸大小為20 cm×20

3、 cm的電-磁振子組合型天線結(jié)構(gòu)是兼顧較好輻射性能和小型化設(shè)計(jì)要求的較好選擇；電流環(huán)周長(zhǎng)約等于天線口徑面周長(zhǎng)的一半時(shí)，電-磁振子組合型天線的阻抗特性和輻射特性較好；天線的開(kāi)口角度對(duì)電-磁振子組合型天線輻射性能的影響很小。對(duì)電-磁振子組合型天線進(jìn)行高功率信號(hào)仿真，饋入峰值226 kV的寬帶高功率脈沖時(shí)得到天線的最大輻射因子為150 kV，輻射因子增益為0.66，能量效率約70.6％，具有良好的輻射效果。
　　3、對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的電-磁

4、振子組合型天線進(jìn)行加工制作，并對(duì)天線的阻抗帶寬和方向圖進(jìn)行測(cè)量，實(shí)際測(cè)量結(jié)果與仿真結(jié)果的一致性較好。
　　4、將研制的電-磁振子組合型天線應(yīng)用于寬帶高功率微波系統(tǒng)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行寬帶高功率脈沖實(shí)驗(yàn)，對(duì)輻射電場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)開(kāi)關(guān)振蕩器的充電電壓約280 kV時(shí)，天線的最大輻射因子為103.5 kV，輻射峰值功率為177.6 MW，輻射信號(hào)總的能量效率約24%，中心頻率為375 MHz，3 dB帶寬約24%。由此驗(yàn)證了所研制的電-磁振