Design and experimental results of a 28 GHz,400 kW gyrotron for electron cyclotron resonance heating

A high-power 28 GHz gyrotron has been successfully developed at the Institute of Applied Electronics, China Academy of Engineering Physics. This gyrotron was designed for electron cyclotron resonance heating(ECRH) in the spherical tokamak XL-50. A diode magnetron injection gun was designed to produce the required gyrating electron beam. The gyrotron operates in the TE8,3mode in a cylindrical open cavity. An internal quasi-optical mode converter was designed to convert the operating mode into a f...     

自适应神经模糊推理网络在微波效应预测中的应用

针对微波效应的预测问题,采用自适应模糊神经网络的方法,以微波参数和作用阈值为参变量,初步建立基于自适应神经模糊推理网络的微波效应预测模型,并引入置信水平、置信区间等概率统计概念对模型的预测能力进行评价.通过学习样本和检验样本与模糊预测输出的对比结果表明:自适应神经模糊推理网络对样本需求少,预测能力强,泛化误差小,具有一定的应用推广价值.     

PIN 限幅器微波脉冲效应数值模拟

分析微波脉冲作用下PIN 器件效应机理,基于半导体物理方程,热传导模型研究PIN 器件物理模型。基于大功 率微波脉冲作用下的器件高温强场特性的,选择Sentaurus-TCAD 软件中的相关物理模型,建立器件多物理模型-电路的 联合仿真模型;开展验证性实验结果与仿真结果在大于30dBm 的功率注入时比较吻合,证明仿真中使用的物理模型适用 于PIN 限幅器大功率微波脉冲效应机理分析。     

均匀设计在微波效应实验研究中的应用

均匀实验设计是对微波效应研究现行的全面实验方法的改进,从实验参数空间中挑选有代表性的实验点进行实验,以减少实验所需样本量,降低实验成本。对低噪声放大器的微波效应实验进行两因素六水平的均匀设计,与同条件下的全面实验方法相比理论上节省75%的实验样本量。经仿真实验证明,采用均匀设计结合实验后数据处理,可达到与全面实验类似的效果,预测平均相对误差小于5%。     

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。     

整机级HIRF仿真验证测试方案及测试自动化

高强度辐射场(HIRF)防护逐渐受到重视,并成为飞机设计和机载设备装机的必要条件。其中,整机HIRF电磁耦合仿真及低电平耦合测试验证是飞机HIRF安全性验证的最重要途径。数值模拟中为节约计算资源,采用了平面波/球面波、归一化输入等理想条件。介绍了与仿真条件可比拟的验证测试方案设计过程,包括测试系统组成、测试参数选择及测试条件设置;并阐述了保证测试准确性前提下收发系统的自动化测试策略及实现。实验表明,该测试系统及方案有效满足了整机HIRF仿真的验证测试需求,仪器控制及测试自动化大大提高了验证测试效率。     

波混沌腔体中阻抗和散射的通用特性

以计算机机箱腔体为例,开展实验得到了大量的腔体散射矩阵和辐射散射矩阵。通过Dyson圆系综验证了微波腔体中波混沌散射的存在。对于给定波混沌腔体系统的损耗,可以通过随机矩阵理论得到系统的归一化阻抗和归一化导纳。将实验得到的以及依据随机矩阵理论得到的归一化阻抗进行比较,其结果一致,说明随机矩阵理论对波混沌系统具有预测功能。实验得到的归一化阻抗和归一化导纳的统计特性也一致,这两个物理量与系统的耦合无关。     

PSTD算法及其吸收边界分析

在解时域电大尺寸电磁场问题时,由于受到有限差分格式二阶精度的限制,传统FDTD算法的效率很低,对内存的要求高.采用以伪谱方法离散Maxwell微分方程为核心的Pseudospectral time-domain(PSTD)算法计算电大尺寸电磁场时域问题,将大大提高计算效率,降低内存需求.本文重点探讨了在PSTD技术中,电大尺寸问题的高效实现,并和传统FDTD算法进行了比较.此外还分析了其吸收边界－完全匹配层(PML)所发挥的作用,PML的设置以及各参数对场吸收的影响.     

1GW重复频率超宽带单周期脉冲辐射源实验研究

利用600kV铁芯充电脉冲变压器和压缩开关作为初级脉冲功率系统和亚纳秒单开关技术产生了峰值功率1.6GW,脉冲全底宽5.5ns的单周期脉冲,可在高于20Hz重复频率稳定运行,设计了同轴双锥天线,辐射功率大于500MW。初步掌握了产生和辐射高峰值功率超宽带脉冲的绝缘和能量损耗,特别是解决了50Ω超宽带负载设计等技术难题。实验表明:材料的亚纳秒脉冲绝缘和色散特性尚需进一步研究。     

1GW重复频率超宽带单周期脉冲辐射源实验研究

利用 600 kV 铁芯充电脉冲变压器和压缩开关作为初级脉冲功率系统和亚纳秒单开关技术产生了峰值功率 1.6 GW,脉冲全底宽5.5 ns 的单周期脉冲,可在高于 20 Hz 重复频率稳定运行,设计了同轴双锥天线,辐射功率大于 500 MW。初步掌握了产生和辐射高峰值功率超宽带脉冲的绝缘和能量损耗,特别是解决了 50 ? 超宽带负载设计等技术难题。实验表明:材料的亚纳秒脉冲绝缘和色散特性尚需进一步研究。