【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高功率微波，更具体地，涉及一种双路同时输出并且中心频率较高的宽谱高功率微波源系统及装置。
技术介绍
1、高功率微波装置定向辐射的微波波束能够损伤、降级、扰乱、干扰目标电子信息系统，有效打击信息链、无人飞行器、c4isr系统等目标，具有重要的应用价值。按照百分比带宽的不同，高功率微波一般分为窄谱、宽谱和超宽谱高功率微波。宽谱高功率微波器件具有不需要真空环境、不依赖驱动电子束、能量效率高等多种优点。开关振荡器是一种应用十分广泛的宽谱型高功率微波器件，在高功率容量和可靠性方面具有较高的应用潜力，然而，基于开关振荡器的宽谱高功率微波源输出微波的频率较低，不利于微波传输与辐射系统的小型化，并且基本都为单路输出型器件，多路功率合成时需要多个脉冲驱动源，对驱动源输出相位的一致性要求很高。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种双路输出的高频宽谱高功率微波源系统及装置，旨在解决现有开关振荡器输出微波频率较低，不利于微波传输与辐射系统的小型化；以及现有开关振荡器为单路输出型器件，多路功率合成时对驱动源输出相位一致性要求过高的问题。
2、本专利技术提供了一种双路输出的高频宽谱高功率微波源系统，包括升压整形模块、开关模块、双路开关振荡模块和传输辐射模块；升压整形模块用于对市电或者电池提供的电能进行升压处理；开关模块用于对升压整形模块输出波形进行控制从而实现快速导通；双路开关振荡模块用于根据开关模块输出的信号产生高频宽谱高功率微波并从两个端口同时输出；
3、更进一步地，升压整形模块包括传输线外筒、传输线内筒、传输线底板、绝缘支撑竿、线圈固定筒、初级线圈、次级线圈、形成线输出电极和第一支撑板；传输线外筒与传输线内筒为同轴结构，传输线底板将传输线外筒密封，绝缘支撑杆和形成线输出电极合力将传输线内筒固定于传线外筒的中轴线上；初级线圈紧贴在传输线外筒的内壁上，次级线圈紧贴在线圈固定筒的外壁上，线圈固定筒两端分别固定在传输线外筒的内壁和第一支撑板上，线圈固定筒呈现锥形圆筒结构，靠近传输线底板的一端与传输线外筒的距离近，靠近第一支撑板的一端与传输线外筒的距离远；第一支撑板将传输线外筒密封，同时起到固定形成线输出电极的作用。
4、本专利技术中采用高功率脉冲变压器、脉冲形成线以及脉冲整形磁体三者复合设置的技术方案。将脉冲整形磁体与脉冲形成线结构复用，同时实现脉冲形成和前沿陡化的效果。将脉冲整形磁体与脉冲形成线结构复用之后的组合体内置于高功率脉冲变压器次级线圈的内部，实现整体的结构复用，达到小型化和紧凑化的效果。
5、更进一步地，传输线内筒包括脉冲形成线和脉冲整形磁体，将脉冲整形磁体与形成线结构复用并将其内置于次级线圈内部，可同时实现减小体积、方波整形和前沿陡化的作用。
6、更进一步地，脉冲整形磁体固定在传输线内筒的高压输出端与传输线内筒构成同轴结构，脉冲形成线内部为空心结构以便于减轻重量。
7、本专利技术中脉冲整形磁体固定在脉冲形成线的高压输出端，与脉冲形成线都成同轴结构。脉冲整形磁体设置成环形结构的磁环以实现模块化装配，在装配过程中，将多个磁环依次压叠在脉冲形成线的高压输出端。冲形成线采用金属结构，其内部掏空或者设置结构合适的充气气囊以减轻脉冲形成线的重量。
8、更进一步地，为实现模块化装配，将脉冲整形磁体可以设置成多个磁环同轴压叠的结构。且脉冲整形磁体采用高非线性磁导率的磁性材料，可选用的磁性材料包括但不限于nizn、mnzn、yig或li。
9、本专利技术中脉冲整形磁体采用高非线性磁导率的磁性材料，其特点为初始磁导率较高但饱和磁导率极低。在使用过程中磁体的饱和磁化强度应当与脉冲形成线的电路参数相匹配，即通过合理的计算使得脉冲整形磁体达到饱和所使用的时间等于形成线输出脉冲的上升沿时间。
10、更进一步地，开关模块包括开关外筒、开关第一电极、开关第二电极、开关输出支撑板、开关输出竿和触发激光束；开关外筒与传输线外筒同轴连接，开关第一电极与形成线输出电极同轴连接，开关第二电极与开关第一电极平行放置以使得二者之间形成均匀电场，开关第二电极与开关输出竿同轴连接，开关输出竿由开关输出支撑板固定在腔体的中轴线上，开关输出支撑板、开关外筒以及第一支撑板合力组成开关密封腔体；触发激光束置于开关间隙中间，实现对开关的快速触发。
11、本专利技术中开关模块采用环形电极的方式实现多个电子流注导电通道以达到降低通道电感的目的，并采用激光触发的方式来实现开关的受控高速导通。开关模块整体呈现同轴腔体结构，采用两个开关电极，两个电极均设置成平板电极和环形电极组合而成的结构，并且两个电极平行放置以使得二者之间形成均匀电场。所有电极表面打磨光滑、电极边缘进行倒圆角处理以降低场增强。在环形电极凸起边缘处嵌入一层铜钨合金电极以提高开关使用寿命。触发激光束置于开关间隙中间，实现对开关的快速触发。
12、其中，触发激光束由外部激光器引入开关间隙，实现对开关的快速触发。激光的输出功率和重复频率可根据实际使用需求合理设置，以实现开关的灵活控制和高效快速导通为宜。
13、更进一步地，双路开关振荡模块整体呈现出上下对称的结构，两路输出结构完全一致。具体地，双路开关振荡模块包括振荡器外筒、振荡器内筒、振荡器环形开关、振荡器输出电极、模式转换器内导体、振荡器支撑板和振荡器输出密封板；振荡器外筒和振荡器内筒为同轴结构，振荡器外筒靠近开关模块的一侧中间开孔以便于开关输出竿与振荡器内筒连接，振荡器内筒外侧设置有振荡器环形开关，振荡器输出电极与振荡器内筒为同轴结构，模式转换器内导体与振荡器输出电极同轴连接，振荡器支撑板将振荡器内筒和振荡器输出电极固定到振荡器外筒之上；振荡器外筒靠近传输辐射模块的一侧在上、下端部各自开孔以实现电磁波向后级传输，利用振荡器输出密封板实现这两个开孔的密封。
14、本专利技术中双路开关振荡模块设置成上下两部分完全对称的结构以实现双路同步输出电磁波。在振荡器外筒的一侧中间开孔以便于高压脉冲引入开关振荡器内部。在振荡器内筒外表面设置有振荡器环形开关，采用环形开关设置可以降低火花通道电感以提升输出电磁波的振荡频率。在高压脉冲到达振荡器环形开关之后，振荡器环形开关与振荡器外筒之间击穿产生多个电子通道，此过程中会产生高功率的高频电磁波振荡。振荡器内筒和外筒为同轴结构，两端部可同时输出电磁波。在振荡器两个输出端设置有模式转换器以实现电磁波的模式转换，便于后级传输与辐射系统中电磁波的高效传输。振荡器外筒靠近传输辐射模块的一侧在上、下端部各自开孔以实现电磁波向后级传输，利用绝缘材料制作的密封板实现这两个开孔的密封。
15、进一步优选地，振荡器环形开关设置为一侧开口的环形结构，其开口位置设置在振荡器内筒的高压引入位置，以便于振荡器内筒与前级开关输出电极竿的连接。振荡器环形开关设置于振荡器内筒外表面正中间处，其两端应倒圆角以降低场增强，在其环形电极凸起边缘处嵌入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双路输出的微波源系统，其特征在于，包括升压整形模块(100)、开关模块(200)、双路开关振荡模块(300)和传输辐射模块(400)；
2.如权利要求1所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述升压整形模块(100)包括传输线外筒(101)、传输线内筒(102)、传输线底板(103)、绝缘支撑竿(104)、线圈固定筒(105)、初级线圈(106)、次级线圈(107)、形成线输出电极(108)和第一支撑板(109)；
3.如权利要求2所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述传输线内筒(102)包括脉冲形成线(1021)和脉冲整形磁体(1022)，所述脉冲整形磁体(1022)与所述脉冲形成线(1021)的结构复用并将其内置于所述次级线圈(107)内部。
4.如权利要求3所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述脉冲整形磁体(1022)固定设置于所述传输线内筒(102)的高压输出端并与所述传输线内筒(102)构成同轴结构，所述脉冲形成线(1021)内部为空心结构。
5.如权利要求3所述的高频宽谱高功率微波源系统
6.如权利要求2-5任一项所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述开关模块(200)包括开关外筒(201)、开关第一电极(202)、开关第二电极(203)、开关输出支撑板(205)、开关输出竿(206)和触发激光束(207)；
7.如权利要求1所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述双路开关振荡模块(300)包括振荡器外筒(301)、振荡器内筒(302)、振荡器环形开关(303)、振荡器输出电极(304)、模式转换器内导体(305)、振荡器支撑板(306)和振荡器输出密封板(307)；
8.如权利要求7所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述振荡器环形开关(303)为一侧开口的环形结构，其开口位置设置在所述振荡器内筒(302)的高压引入位置，使得所述振荡器内筒(302)与所述前级开关输出竿(206)实现连接。
9.如权利要求7或8所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述振荡器输出电极(304)与所述模式转换器内导体(305)之间设置成锥形过渡结构以实现阻抗的平稳变化，所述模式转换器内导体(305)的输出端设置成半球形过渡结构实现同轴线向波导结构的平稳过渡。
10.一种双路输出的微波源装置，其特征在于，包括依次连接的升压整形模块(100)、开关模块(200)、双路开关振荡模块(300)和传输辐射模块(400)；
...【技术特征摘要】
1.一种双路输出的微波源系统，其特征在于，包括升压整形模块(100)、开关模块(200)、双路开关振荡模块(300)和传输辐射模块(400)；
2.如权利要求1所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述升压整形模块(100)包括传输线外筒(101)、传输线内筒(102)、传输线底板(103)、绝缘支撑竿(104)、线圈固定筒(105)、初级线圈(106)、次级线圈(107)、形成线输出电极(108)和第一支撑板(109)；
3.如权利要求2所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述传输线内筒(102)包括脉冲形成线(1021)和脉冲整形磁体(1022)，所述脉冲整形磁体(1022)与所述脉冲形成线(1021)的结构复用并将其内置于所述次级线圈(107)内部。
4.如权利要求3所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述脉冲整形磁体(1022)固定设置于所述传输线内筒(102)的高压输出端并与所述传输线内筒(102)构成同轴结构，所述脉冲形成线(1021)内部为空心结构。
5.如权利要求3所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在于，所述脉冲整形磁体(1022)为多个磁环同轴压叠结构；
6.如权利要求2-5任一项所述的高频宽谱高功率微波源系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔言程，王海涛，谢明亮，孟进，张嘉毫，袁玉章，向中武，韩江枫，
申请(专利权)人：乾元科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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