高功率微波大气传输电参数优选研究

大气击穿将产生很大的不利影响,高功率微波大气传输过程中应避免发生大气击穿。分析了高功率微波大气击穿的微观机理,研究了高功率微波在自生等离子体中传输时的反射和透射特性,并进行了数值模拟,从而初步探讨了HPM发射参数的优选问题。计算结果表明:在一定环境下,当HPM的频率和场强一定时,HPM发射参数存在一个合适的脉冲宽度;当HPM的频率和脉冲宽度一定时,HPM发射参数存在一个合适的场强。     

110 GHz高功率微波在大气击穿等离子体中的传输、反射和吸收

高功率微波极易引起大气击穿, 而伴随产生的等离子体将对微波传播特性产生很大的影响.基于电子流体模型, 研究了一个大气压下110 GHz高功率微波在大气击穿等离子体中的传输、反射和吸收特性.模拟结果表明, 大气击穿等离子体结构在空间呈丝状分布, 其与实验现象符合得很好; 由于大气击穿等离子体是时变的, 其对微波的反射和吸收也是时变的; 随着时间的推移, 等离子体吸收功率逐渐增加直至达到饱和水平, 且其远大于微波反射功率; 当减小入射电场时, 等离子体对微波的反射变得更低.将110 GHz微波击穿阈值的模拟结果与实验数据进行对比, 发现两者吻合得很好.     

天线与天线系统

0609122高功率微波在等离子体填充波导中的传播特性〔刊,中〕/傅文杰//强激光与粒子束.—2005,17(12).—1852-1856(E)在考虑有质动力情况下对高功率微波在等离子体填充波导中的传播特性进行了理论分析和数值计算,研究了高功率微波在等离子体中的传播特性和微波场强与等离子密度之间的关系。结构表明高功率微波的有质动力将影响波色散特性,使微波场强分布偏离Bessel分布,并对等离子体有排开作用,当场强足够大时可将波导中心处等离子体排空形成低密度通道。参90609123一种高精度微波辐射计天线伺服系统〔刊,中〕/王振收//雷达科学与技术.—20…     

双层等离子体对6 GHz高功率微波防护实验

针对高功率微波对电子设备的安全威胁,设计了一种双层柱状等离子体阵列对高功率微波进行防护。其中单根等离子体柱的直径为25.4 mm,长度为600 mm,等离子体频率与碰撞频率可进行控制。利用搭建的实验测量系统,研究了微波极化方向、等离子体电子密度、放电单元层数等因素对高功率微波透射衰减的影响。实验结果表明:当高功率微波未激发等离子体产生非线性效应时,TM极化时的防护效果优于TE极化时的防护效果,且能量衰减分别可达20.9 dB和14.7 dB;随等离子体电子密度增大,微波透射功率减小,防护效果增强;由于层间反射作用,双层等离子体对高功率微波的透射衰减远大于单层等离子体衰减值的两倍。     

高功率微波发射关键技术及其技术途径探讨

高功率微波发射技术是高功率微波武器的关键技术，所采用的技术途径和研究方向是否正确，是高功率微波武器研制工作成败的关键。本文建议对小型微波武器来说，用高级炸药压缩磁通产生高功率脉冲，用磁绝缘线振荡器或虚阴极振荡器产生高功率微波，用磁绝缘线传输高功率微波，用组合天线辐射高功率微波，可能是一种比较快捷的途径。     

高功率微波对等离子体限幅器加热效应分析

等离子体限幅器利用入射的高功率微波电离气体,产生等离子体;该等离子体反射和吸收微波能量,保护电子设备不受来袭高功率微波损毁.基于射线跟踪理论,研究高功率微波透射功率随等离子体频率和电子碰撞频率的变化规律,分析加热效应对等离子体限幅器件防护性能的影响.对于长脉冲高功率微波,计算结果表明:随着温度升高,等离子体频率增高,使得微波透射功率减小,防护效果得以改善.在低气压限幅器中,考虑电子碰撞频率影响,选用Xe作为电离气体产生等离子体,能使限幅器更有效地发挥效能.     

高功率微波在大气击穿时的传输特性研究

讨论了高功率微波大气击穿的微观机理，研究了电磁波在其中的传播特性，并进行了数值模拟。结果表明，在低密度等离子体中，场的反射很小，电磁波几乎没有能量损耗；在高密度等离子体，反射和传输同时存在，反射强度将逐渐增强，透射强度将逐渐减弱。     

高功率微波孔缝击穿特性

针对微波通过封装腔体狭缝出现的共振增强效应和击穿特性开展研究,重点研究影响高功率微波辐射传输通道上的防护因素—微波击穿时间、传输能量等。研究结果表明：在微波击穿防护过程中,如果在腔体强电场区域存在自由电子,使得不存在较长的击穿时间延迟条件下,那么微波击穿将会是限制高功率微波通过狭缝进行能量传输的有效方法。     

C波段微波无线电能传输发射端设计

随着高频技术的发展,微波能量传输系统中常采用更高的频率,为了使整流天线能得到高输出电压,并且减少系统体积,降低装置成本,设计了一种C波段微波无线电能传输系统的发射端。直流电平经过锁相环合成芯片转换为C波段微波信号。该信号经过由驱动级功率放大芯片和高功率放大芯片组成的功率放大器,将功率放大到6 W,加上喇叭天线即组成了C波段微波无线电能传输系统的发射端。详细分析设计参数与方法,并利用ADS软件进行仿真验证。该系统具有极高的工作频率,省略了许多高频系统中的倍频部分,简化了系统结构,降低了装置成本。     

高功率微波大气传输折射指数和衰减系数计算统一模型

高功率微波大气传输的空间层面不同,辐射电场对空间环境特性影响的程度也不同,高功率微波在其中的传输特性和研究模型亦有差别.论文提出了高功率微波大气及电离层传输特性研究的统一模型--混合气体传输模型,推导了高功率微波混合气体中传输时的色散公式,给出了混合气体传输条件下折射指数和衰减系数的计算模型.在适当的条件下,混合气体传输统一模型可自洽地过渡到空间各个层面.给出的混合气体传输统一模型为高功率微波大气传输链路特性及其仿真研究提供了一种较为简捷的方法.     

有限周期频率选择面的电磁特性分析

从工程测量技术出发提出了一种有限尺寸频率选择表面反射系数和透射系数的数值计算方式,同时使用矩量法及多层快速多极子方法进行了数值仿真.仿真结果表明这一计算方式是可行并可靠的.     

1维光子晶体中TM波的传输公式及其辨析

为了得到1维光子晶体中TM波的传输公式,采用传输矩阵的方法和电磁波的边界条件,推导出TM波在介质层中的特征矩阵及其反射系数和透射系数公式。结果表明,用TE波反射系数和透射系数公式做代换的方法不能得到正确的TM波的反射系数和透射系数公式;对推导出TM波的反射系数和透射系数公式进行了分析,由TM波的反射系数和透射系数公式得出的光强透射率和反射率满足能量守恒;并且推出的TM波反射系数公式不仅能够反映反射波与入射波的数量关系,且能够反映反射波与入射波的位相关系。这些结果对研究1维光子晶体中TM波的传输性质是有帮助的。     

弹性声波与表面缺陷相互作用的数值模拟

为了分析材料表面缺陷对声表面波传播的影响,以弹性动力学理论为基础,采用有限元方法数值模拟了声表面波沿金属表面传播及其与表面缺陷的相互作用。通过数值模拟弹性声表面波与不同深度、不同宽度的表面缺陷相互作用过程,得到了声表面波经不同表面缺陷后的反射和透射表面波波形,并对波形进行快速傅里叶变换分析。结果表明,弹性声表面波与表面缺陷相互作用后,产生反射Rayleigh波和透射Rayleigh波;随着表面缺陷深度和宽度的增加,Rayleigh波反射率相应增加,而透射率相应减小。     

部分为凿孔表面的反射器天线等效反射系数及噪温的计算

采用等效馈源及凿孔表面的反射与传输系数导出了部分为凿孔表面的反射器天线等效反射系数及天线噪声温度的计算公式。计算表明对于部分为网状表面（25m直径以外）的40m天线，只要孔的直径（圆孔）或边长（方孔）约为十分之一波长，即使部分网面的孔积率达到70％，反射面等效反射系数近似于1，而引入的附加噪温约为零K。     

Reflection and transmission of electromagnetic waves normally incident on a plasma slab moving uniformly along a magnetostatic field

Power reflection and transmission coefficients are found for linearly and circularly polarized plane electromagnetic waves, normally incident on a plasma slab, moving uniformly along a magnetostatic field, normal to the slab boundaries. The solution is found by applying the boundary conditions in the rest frame, and then using relativistic transformations for the fields and the plasma parameters to find the reflection and transmission coefficients observed in the laboratory frame. The results for the circularly polarized incident waves are found in closed form. Numerical results are presented for linearly polarized incident waves. It is found that with an increase in the magnetostatic field, the absolute maximum of the reflection coefficient increases at different velocities. An increase in the magnetostatic field makes the slab more transparent at velocities for which the transmission coefficient with no magnetostatic field is very small. A dielectric-like behavior is observed for large magnetostatic fields. The sum of the power reflection and power transmission coefficients is found to be no longer equal to unity for velocity different from zero.     

电磁波在正负折射率介质界面上的传输特性

为了研究负折射率介质这种新型复合材料的电磁性质，利用麦克斯韦电磁理论对电磁波在正、负折射率介质交界面上的反射和透射特性进行了分析。得到了Snell反射定律和折射定律，反射系数和透射系数随入射角的关系（Fresnel公式）。结果发现Snell反射定律和折射定律仍然适用。但折射线与入射线位于法线的同侧；不论是腰波还是TM波，当以某一入射角入射时，反射系数都有可能变为零。这些结果对于设计新型的电磁学和光学器件具有指导性的意义。     

Reflection and transmission of electromagnetic waves by anisotropic plasma half-space moving in longitudinal direction

The reflection and transmission coefficients for the incidentHwave on an anisotropic plasma half-space moving normal to the interface are investigated theoretically. Several numerical results are presented and it is found that the behavior of the transmission coefficient is a strong function of the motion of the anisotropic plasma half-space.     

TE振荡模在含各向异性左手材料劈形平面波导中的传输

研究了含各向异性左手材料的劈形平面波导TE振荡模的传输特性.首先,从麦克斯韦方程组出发,得到该模的色散方程、反射系数方程、传输系数方程以及功率损耗方程.然后,根据这些方程画出了相关特性曲线并对这些曲线进行了仔细分析,研究发现:(1)当模阶数m=0,1,2时,TE模的有效折射率具有较大的值,且随着波导长度的增加而快速减小;(2)TEo模具有超大的反射系数,最大值接近0.967;(3)TEo模传输系数总是小于等于1.2×10-3;(4)当劈形波导斜率k=0.01时,其功率损耗大于等于0.998,而且,当频率为5.0 GHz时,功率损耗仍大于等于0.98.