一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统，包括频率源、放大器、功率分配器、多个扩展互作用速调管、功率合成器和定向天线；频率源产生激励信号，经过放大器放大后再通过功率分配器分配到多个扩展互作用速调管中分别放大，经所述多个扩展互作用速调管分别放大后，通过功率合成器输出到定向天线进行对外辐射等；本发明专利技术解决了传统回旋电子管需要高磁场强度，造成微波输出需要长时间准备以及体积庞大等问题；提高了微波输出功率以及能量转换效率；通过采用径向波导功率合成，提高了功率合成效率以及相位一致性，可满足主动拒止系统对发射信号高功率、高效率、反应快、体积小的指标要求。小的指标要求。小的指标要求。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统


[0001]本专利技术涉及微波主动拒止系统的微波源领域，更为具体的，涉及一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统。

技术介绍

[0002]微波主动拒止属于一种威慑类非致命武器，该武器利用电磁波的热敏效应，采用定向天线，将电磁波照射至人体皮肤，使其产生难以忍受的热疼痛感而终止敌对行动。
[0003]大功率微波源作为主动拒止系统的组成部分，其作用是将外部二次电源提供的直流电能转化为高频电磁波，电磁波的输出功率对主动拒止系统的作用距离起决定作用。同时，电能与电磁波能的转换效率将决定微波源的结构尺寸以及二次电源和散热系统的体积，最终决定整个主动拒止武器装备的大小。现有技术中，采用回旋电子管的方案需要高磁场强度，容易造成微波输出需要长时间准备，以及体积庞大等问题；

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统，解决了传统回旋电子管需要高磁场强度，造成微波输出需要长时间准备以及体积庞大等问题；提高了微波输出功率以及能量转换效率；通过采用径向波导功率合成，提高了功率合成效率以及相位一致性，可满足主动拒止系统对发射信号高功率、高效率、反应快、体积小的指标要求。
[0005]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0006]一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统，包括频率源、放大器、功率分配器、多个扩展互作用速调管、功率合成器和定向天线；频率源产生激励信号，经过放大器放大后再通过功率分配器分配到多个扩展互作用速调管中分别放大，经所述多个扩展互作用速调管分别放大后，通过功率合成器输出到定向天线进行对外辐射。
[0007]进一步地，所述频率源包括晶振、第一倍频器、DDS模块、滤波器、鉴相器、环路滤波器、VCO模块、第二倍频器和分频器；晶振的输出端与第一倍频器的输入端连接，第一倍频器的输出端与DDS模块的输入端连接，DDS模块的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与鉴相器的第一输入端连接，鉴相器的输出端与环路滤波器的输入端连接，环路滤波器的输出端与VCO模块的输入端连接，VCO模块的第一输出端与第二倍频器的输入端连接，第二倍频器的输出端与放大器的输入端连接，分频器的输入端与VCO模块的第二输出端连接，分频器的输出端与鉴相器的第二输入端连接。
[0008]进一步地，功率分配器等额分配放大器放大后的信号，然后传输至四个扩展互作用速调管。
[0009]进一步地，所述放大器包括氮化镓固态功率放大器。
[0010]进一步地，所述扩展互作用速调管包括电子枪，以及在电子枪内部的阴极、聚焦极，电子枪与输入结构连接，输入结构与漂移管和谐振腔7连接，漂移管与谐振腔连接，输出
结构和收集极连接；电子注由电子枪发出后，经输入结构、漂移管、谐振腔到达输出结构和收集极连接。
[0011]进一步地，所述定向天线包括多馈源、双偏置反射面天线。
[0012]本专利技术的有益效果是：
[0013]本专利技术解决了传统回旋电子管需要高磁场强度，造成微波输出需要长时间准备以及体积庞大等问题；提高了微波输出功率以及能量转换效率；通过采用径向波导功率合成，提高了功率合成效率以及相位一致性，可满足主动拒止系统对发射信号高功率、高效率、反应快、体积小的指标要求。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术的W波段高功率微波源系统的结构框图；
[0016]图2为本专利技术的固态频率源的结构示意图；
[0017]图3为本专利技术的四路径向波导空间功率分配/合成器结构模型图；
[0018]图4为本专利技术的扩展互作用速调管的结构示意图；
[0019]图中，电子枪1、阴极2、聚焦极3、输入结构4、电子注5、漂移管6、谐振腔7、输出结构8、收集极9。
具体实施方式
[0020]本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
[0021]如图1～4所示，一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统，包括频率源、放大器、功率分配器、多个扩展互作用速调管、功率合成器和定向天线；频率源产生激励信号，经过放大器放大后再通过功率分配器分配到多个扩展互作用速调管中分别放大，经所述多个扩展互作用速调管分别放大后，通过功率合成器输出到定向天线进行对外辐射。
[0022]进一步地，所述频率源包括晶振、第一倍频器、DDS模块、滤波器、鉴相器、环路滤波器、VCO模块、第二倍频器和分频器；晶振的输出端与第一倍频器的输入端连接，第一倍频器的输出端与DDS模块的输入端连接，DDS模块的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与鉴相器的第一输入端连接，鉴相器的输出端与环路滤波器的输入端连接，环路滤波器的输出端与VCO模块的输入端连接，VCO模块的第一输出端与第二倍频器的输入端连接，第二倍频器的输出端与放大器的输入端连接，分频器的输入端与VCO模块的第二输出端连接，分频器的输出端与鉴相器的第二输入端连接。
[0023]进一步地，功率分配器等额分配放大器放大后的信号，然后传输至四个扩展互作用速调管。
[0024]进一步地，所述放大器包括氮化镓固态功率放大器。
[0025]进一步地，所述扩展互作用速调管包括电子枪1，以及在电子枪1内部的阴极2、聚
焦极3，电子枪1与输入结构4连接，输入结构4与漂移管6和谐振腔7连接，漂移管6与谐振腔7连接，输出结构8和收集极9连接；电子注5由电子枪1发出后，经输入结构4、漂移管6、谐振腔7到达输出结构8和收集极9连接。
[0026]进一步地，所述定向天线包括多馈源、双偏置反射面天线。
[0027]在本专利技术的其他实施例中，根据拒止系统指标分解，本套微波功率放大与合成系统的工作频率在W波段，系统输出功率数十千瓦，功率放大器的电能转换效率可达20％，电磁波功率合成效率可达80％。为达上述指标，本套功率放大与合成系统采用扩展互作用速调管(EIK)和径向波导空间功率合成方案。
[0028]在功率放大部分，本方案采用结构紧凑、体积小的扩展互作用速调管作为微波信号源，EIK是一种可工作于太赫兹波段并具有高功率输出的器件，它集合了行波管和速调管的优点。
[0029]在功率合成部分，本方案采用了四路的径向波导空间功率合成方法来实现高效率与高功率合成技术的突破，径向多通道功率合成克服了传统的二进制波导电桥结构在多级级联之后合成效率下降的技术瓶颈。
[0030]在微波源工作过程中，通过固态频率源产生激励信号，经过固态放大器将信号进行放大；然后通过功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统，其特征在于，包括频率源、放大器、功率分配器、多个扩展互作用速调管、功率合成器和定向天线；频率源产生激励信号，经过放大器放大后再通过功率分配器分配到多个扩展互作用速调管中分别放大，经所述多个扩展互作用速调管分别放大后，通过功率合成器输出到定向天线进行对外辐射。2.根据权利要求1所述的一种应用于主动拒止的W波段大功率微波源系统，其特征在于，所述频率源包括晶振、第一倍频器、DDS模块、滤波器、鉴相器、环路滤波器、VCO模块、第二倍频器和分频器；晶振的输出端与第一倍频器的输入端连接，第一倍频器的输出端与DDS模块的输入端连接，DDS模块的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与鉴相器的第一输入端连接，鉴相器的输出端与环路滤波器的输入端连接，环路滤波器的输出端与VCO模块的输入端连接，VCO模块的第一输出端与第二倍频器的输入端连接，第二倍频器的输出端与放大器的输入端连接，分频器的输入端与VCO模块的第二输出端连接，分频...

【专利技术属性】
技术研发人员：武春风，秦建飞，易亮，刘巧，谢峰，泽小平，
申请(专利权)人：航天科工微电子系统研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：