高功率微波阵列天线若干关键技术研究
发布时间：2022-02-19 06:15
随着高功率微波（HPM）技术的快速发展,高功率微波源的输出功率由原先的MW级提升至GW级,现阶段常用的高功率微波天线面临着许多问题亟待解决。特别是,传统机械式波束扫描难以应对瞬息万变的现代战场,这对高功率微波天线技术提出了新的挑战。高功率微波技术与传统微波技术在源的输出模式与功率、传输波导的尺寸与传输模式、功分网络及移相器等方面存在着明显差异,若是照搬传统微波天线的设计方法,将会遇到功率容量的问题。本文从目前遇到的实际问题出发,对高功率微波阵列天线的若干关键技术展开研究,旨在解决高功率微波天线在小型化、效率、波束扫描等方面存在的问题。主要内容分为以下五个部分:1.高功率微波的平面反射阵天线与紧凑型馈源的研究阐述了平面反射阵天线设计的基本理论。研究了平面反射阵天线相位补偿技术,以及常用单元的设计方法。由高功率微波馈源的缝隙口径场分布推导了临界缝隙宽度,作为提高缝隙功率容量的指导。对紧凑型缝隙阵列的相位分布进行了研究,提出了基于层次分析法的快速优化算法用于对紧凑型高功率微波缝隙阵列综合问题进行分析。2.紧凑型圆口径高功率微波天线的设计受到高功率微波径向线缝隙阵列天线的启发,采用同轴腔作为紧...
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
核弹爆炸引发的强电磁脉冲假想图
第一章绪论第一章绪论1.1论文研究的背景与意义从远古时期通过自然的方式获得火种，一直到利用现代科学技术产生激光或高功率微波（HPM）脉冲，人类利用能量的形式愈加复杂。自然界普遍存在的雷电是频谱极宽、能量极大的电磁脉冲。从美国科学家富兰克林通过风筝研究闪电开始，一直到20世纪50年代核弹爆炸引发的强电磁脉冲，这些生产和科研活动的研究主体都是难以控制的高功率电磁波[1]，人类利用能量的手段也越来越成熟。20世纪70年代，苏联科学家通过世界上第一支真正意义上的高功率微波源—相对论返波管—产生了10ns、400MW的微波脉冲[2]。至此，高功率微波技术作为一门学科的发展已近半个多世纪。图1-1核弹爆炸引发的强电磁脉冲假想图从功率的角度来看，高功率微波是指频率为1-300GHz、峰值功率超过100MW的电磁波[3]。从能量角度出发，每个脉冲能量超过1J也可以称作高功率电磁脉冲[4]。高功率微波技术是围绕高功率微波作为主要研究内容的一门学科，本文研究的高功率微波天线技术也是其中重要的分支。辐射波束可控的高功率微波系统通常分为高功率微波源、微波器件、定向发射装置和控制系统等[5–7]，这也属于高功率微波武器的研究范畴，如图1-2所示。图1-2高功率微波武器的研究范畴1
第一章绪论的抛物面，馈源由1个喇叭天线和2个次级馈源组成。整个反射面天线安装在一个由机械驱动的旋转平台上，最大俯仰角可达5，在天线主瓣45范围内都可通过旁瓣实施有效干扰，对预警机的作用距离可达150-300km。如图1-4所示，Krasukha-4（K-4）系统是Krasukha系列最新的陆基电子压制和防护系统，能够对抗美国E-8C类战场监视机、“捕食者”无人侦察攻击机、“全球鹰”无人战略侦察机，以及“长曲棍球”系列侦察卫星[9]。图1-3俄罗斯的Krasukha-2高功率微波干扰系统[8]图1-4俄罗斯的Krasukha-4高功率微波干扰系统[8]美国在高功率微波的研究更加多元化，除了用于对无人机和飞机的干扰外，还将高功率微波用于特种警察部队等非军事领域。图1-5(a)为Phaser反无人机系统，可以看到Phaser系统集成于集装箱中，以燃烧柴油作为高功率微波源的动力来源，通过向目标区域发射高功率微波能量，能够瞬间令无人机内部的精密电子元器件毁伤，达到击落或致盲的目的。图1-5(b)为美国的主动拒止武器(ADS)，通过安装在“悍马”吉普车上的微波脉冲提供能量，其有效作用半径达到500米，超过轻武器的火力射程范围，ADS拒止武器发射的高功率微波可穿透敌方战斗人员的皮肤并感受极度痛苦，使其瞬间失去作战能力[10]。图1-5(c)为“哨兵”系统，该系统集成地空警戒雷达、近程战术雷达和高功率微波地面站[8]。图1-5(d)为采用高3
本文编号：3632379
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
核弹爆炸引发的强电磁脉冲假想图
第一章绪论第一章绪论1.1论文研究的背景与意义从远古时期通过自然的方式获得火种，一直到利用现代科学技术产生激光或高功率微波（HPM）脉冲，人类利用能量的形式愈加复杂。自然界普遍存在的雷电是频谱极宽、能量极大的电磁脉冲。从美国科学家富兰克林通过风筝研究闪电开始，一直到20世纪50年代核弹爆炸引发的强电磁脉冲，这些生产和科研活动的研究主体都是难以控制的高功率电磁波[1]，人类利用能量的手段也越来越成熟。20世纪70年代，苏联科学家通过世界上第一支真正意义上的高功率微波源—相对论返波管—产生了10ns、400MW的微波脉冲[2]。至此，高功率微波技术作为一门学科的发展已近半个多世纪。图1-1核弹爆炸引发的强电磁脉冲假想图从功率的角度来看，高功率微波是指频率为1-300GHz、峰值功率超过100MW的电磁波[3]。从能量角度出发，每个脉冲能量超过1J也可以称作高功率电磁脉冲[4]。高功率微波技术是围绕高功率微波作为主要研究内容的一门学科，本文研究的高功率微波天线技术也是其中重要的分支。辐射波束可控的高功率微波系统通常分为高功率微波源、微波器件、定向发射装置和控制系统等[5–7]，这也属于高功率微波武器的研究范畴，如图1-2所示。图1-2高功率微波武器的研究范畴1
第一章绪论的抛物面，馈源由1个喇叭天线和2个次级馈源组成。整个反射面天线安装在一个由机械驱动的旋转平台上，最大俯仰角可达5，在天线主瓣45范围内都可通过旁瓣实施有效干扰，对预警机的作用距离可达150-300km。如图1-4所示，Krasukha-4（K-4）系统是Krasukha系列最新的陆基电子压制和防护系统，能够对抗美国E-8C类战场监视机、“捕食者”无人侦察攻击机、“全球鹰”无人战略侦察机，以及“长曲棍球”系列侦察卫星[9]。图1-3俄罗斯的Krasukha-2高功率微波干扰系统[8]图1-4俄罗斯的Krasukha-4高功率微波干扰系统[8]美国在高功率微波的研究更加多元化，除了用于对无人机和飞机的干扰外，还将高功率微波用于特种警察部队等非军事领域。图1-5(a)为Phaser反无人机系统，可以看到Phaser系统集成于集装箱中，以燃烧柴油作为高功率微波源的动力来源，通过向目标区域发射高功率微波能量，能够瞬间令无人机内部的精密电子元器件毁伤，达到击落或致盲的目的。图1-5(b)为美国的主动拒止武器(ADS)，通过安装在“悍马”吉普车上的微波脉冲提供能量，其有效作用半径达到500米，超过轻武器的火力射程范围，ADS拒止武器发射的高功率微波可穿透敌方战斗人员的皮肤并感受极度痛苦，使其瞬间失去作战能力[10]。图1-5(c)为“哨兵”系统，该系统集成地空警戒雷达、近程战术雷达和高功率微波地面站[8]。图1-5(d)为采用高3
本文编号：3632379
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