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需電子束驅(qū)動和引導磁場、無需真空工作環(huán)境和對目標的后門耦合效率高等優(yōu)點，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。本文選擇對應用于寬帶高功率微波系統(tǒng)的電-磁振子組合型天線進行研究，對電-磁振子組合型天線進行了小型化設計和仿真，研制了用于輻射300 MHz~500 MHz的小型化寬帶高功率微波天線，并開展了實驗和應用方面的研究。具體研究內(nèi)容包括

2、以下幾個方面：
　　1、對電-磁振子組合型天線的兩個輻射單元――電流環(huán)輻射單元和TEM喇叭輻射單元進行了分析，并對電-磁振子組合型天線的輻射原理做了進一步分析和總結(jié)，通過分析得到通過調(diào)節(jié)電流環(huán)的周長和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輻射，使兩個輻射單元的空間輻射場得到疊加，最大程度地提高天線的輻射效率。
　　2、對電-磁振子組合型天線進行仿真研究，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計要求的較好選擇；電流環(huán)周長約等于天線口徑面周長的一半時，電-磁振子組合型天線的阻抗特性和輻射特性較好；天線的開口角度對電-磁振子組合型天線輻射性能的影響很小。對電-磁振子組合型天線進行高功率信號仿真，饋入峰值226 kV的寬帶高功率脈沖時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、對優(yōu)化設計后的電-磁

4、振子組合型天線進行加工制作，并對天線的阻抗帶寬和方向圖進行測量，實際測量結(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用于寬帶高功率微波系統(tǒng)，搭建實驗平臺進行寬帶高功率脈沖實驗，對輻射電場進行測量。當開關振蕩器的充電電壓約280 kV時，天線的最大輻射因子為103.5 kV，輻射峰值功率為177.6 MW，輻射信號總的能量效率約24%，中心頻率為375 MHz，3 dB帶寬約24%。由此驗證了所研制的電-磁振