1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010490976.7 (22)申请日 2020.06.02 (71)申请人 西安电子工程研究所 地址 710100 陕西省西安市长安区凤栖东 路 (72)发明人 赵程光谢军铁维昊金兆鑫 张帆田川荆晓鹏王亚杰 蒋丹解江远 (74)专利代理机构 西北工业大学专利中心 61204 代理人 刘新琼 (51)Int.Cl. H01P 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于平板传输线的双通道双极性超宽 带微波发生器 (57)摘要 本发明涉及一种基于平板传输线的双通道
2、双极性超宽带微波发生器， 基于平板传输线的双 通道双极性超宽带微波发生器可将输入的高压 脉冲前沿锐化并调制产生两个双极性超宽带高 功率微波脉冲输出。 发生器无需同时调节两个气 体开关， 具有使用方便， 工作安全， 体积紧凑、 试 验成本低， 可重复使用等优点。 可实际应用于高 功率微波研究等多领域， 作为系统的高功率微波 发生器使用。 权利要求书1页 说明书2页 附图2页 CN 111641014 A 2020.09.08 CN 111641014 A 1.一种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器， 其特征在于包括高电压馈 入端口(1)、 平板传输线(2)、 短路反射面(3)、 隔离馈
3、线(4)、 左中储电容片(5)、 右中储电容 片(6)、 左偏馈开关激励器(7)、 左偏馈开关激励器(8)、 微波匹配段(9)； 短路反射面(3)将平 板传输线(2)的上下两极板通过螺钉固定起来， 高电压馈入端口(1)穿过短路反射面(3)上 的圆孔后连接隔离馈线(4)， 再与左中储电容片(5)、 右中储电容片(6)电气连接， 左中储电 容片(5)、 右中储电容片(6)将左偏馈开关激励器(7)、 左偏馈开关激励器(8)紧密压在微波 匹配段(9)上。 2.根据权利要求1所述的一种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器， 其 特征在于在平板传输线(2)内填充介质为 3.2的20#变压器油可以提
4、高其功率容量和击 穿电压。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111641014 A 2 一种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器 技术领域 0001 本发明属于微波技术领域， 具体涉及一种将单极性高压脉冲前沿锐化并调制为两 个双极性高压脉冲输出， 进而通过平板传输线进行微波能量传输的微波发生器。 背景技术 0002 虽然超宽带高功率微波产生技术已经发展较为成熟， 但传统的超宽带高功率微波 源多基于P-C开关进行双极性调制， 且无法在一个装置内直接形成两个脉冲。 因此， 设计一 种体积紧凑， 结构新颖、 便于调试的双通道双极性微波发生器显得十分必要。 0003 根据当前超宽带高功率微波
5、发生器多使用基于P-C开关进行双极性脉冲的调制体 制。 其中P(PEAKING)开关用于脉冲前沿的峰化， C(CHOPPING)开关用于脉冲后沿的截断， 因 此基于该体制的超宽带微波发生器对两个开关导通时刻要求非常严格， 因此在调试和使用 过程需要开展大量的工作， 该体制难以产生2个或两个以上超宽带脉冲， 此外， 该体制产生 的超宽带双极性脉冲难以直接连接TEM喇叭超宽带天线进行空间辐射。 综上所述， 在新型高 功率发生器设计过程中要改进下列问题： 0004 1)调试和使用的复杂程度； 0005 2)2个或两个以上的脉冲产生； 0006 3)可通过TEM喇叭天线直接进行能量辐射。 发明内容 0
6、007 要解决的技术问题 0008 为了避免现有技术的不足之处， 本发明提出一种基于平板传输线的双通道双极性 超宽带微波发生器。 0009 技术方案 0010 一种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器， 其特征在于包括高电压 馈入端口、 平板传输线、 短路反射面、 隔离馈线、 左中储电容片、 右中储电容片、 左偏馈开关 激励器、 左偏馈开关激励器、 微波匹配段； 短路反射面将平板传输线的上下两极板通过螺钉 固定起来， 高电压馈入端口穿过短路反射面上的圆孔后连接隔离馈线， 再与左中储电容片、 右中储电容片电气连接， 左中储电容片、 右中储电容片将左偏馈开关激励器、 左偏馈开关激 励器紧密
7、压在微波匹配段上。 0011 在平板传输线内填充介质为 3.2的20#变压器油可以提高其功率容量和击穿电 压。 0012 有益效果 0013 本发明提出的一种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器， 该发生器 体积紧凑， 结构新颖， 可作为超宽带高功率微波源应用于电子设电磁易损性研究中。 该发生 器可以将输入的快前沿高压脉冲电信号转化为两个双极性高功率微波信号， 其具有成本 低、 可重复使用、 通用性强、 使用方便安全等优点。 说明书 1/2 页 3 CN 111641014 A 3 附图说明 0014 图1发生器2-D结构图 0015 图2输入电压波形图 0016 图3输出双极性超宽带
8、高功率微波发生器输出形图 具体实施方式 0017 现结合实施例、 附图对本发明作进一步描述： 0018 本发明解决技术问题的方案是： 该高功率微波发生器主要由平板传输线， 短路反 射面， 中储片电容、 锐化开关激励器， 微波匹配段等部分组成， 其模型图如图1所示。 0019 一种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器， 包括高电压馈入端口1， 平板传输线2， 短路反射面3， 隔离馈线4， 中储电容片5、 6， 偏馈开关激励器7、 8， 微波匹配段 9； 短路反射面3将平板传输线2的上下两极板通过螺钉固定起来， 高电压馈入端口1穿过短 路反射面3上的圆孔后连接隔离馈线4， 再与中储电容片5
9、、 6保持良好电气连接， 中储电容片 5、 6将偏馈开关激励器7、 8紧密压在微波匹配段9上。 0020 当高压脉冲从高电压馈入端口1输入时， 通过隔离馈线4分时传导到中储电容片5、 6上， 当电容电压升高到足以击穿充入了高压气体的偏馈开关激励器7、 8后， 激励器导通后 再经过短路反射面3调制产生双极性脉冲， 再通过微波匹配段进行高功率微波整形， 最后再 由平板传输线2将能量输出。 0021 平板传输线具有阻抗设计易实现， 结构对称， 截止频率较高， 极化方向一致性好等 优点， 其主模式为TE模式， 通过合理设计传输线端面宽度、 高度及其间介质， 可使高于发生 器工作频率的电磁波在传输线内截
10、止， 在本发明中宽度为230mm， 高度为145mm， 介质为 3.2的20#变压器油； 此外， 采用进一步提高所填充介质介电常数的方法， 可以提高其功率容 量和击穿电压。 0022 锐化开关激励器采用偏馈的方式导通后， 经过短路反射面调制从而产生双极性脉 冲， 再利用隔离馈线自身的寄生电感将两个双极性超宽带高压脉冲在时域上分隔开， 从而 实现双极性双脉冲的产生。 0023 微波匹配段主要将偏馈的两个双极性超宽带高压脉冲激励起的高功率微波进行 微波的模式转化及特性阻抗的匹配。 0024 这种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器可将输入的高压脉冲前 沿锐化并调制产生两个双极性超宽带高功率微波脉冲输出。 发生器无需同时调节两个气体 开关， 具有使用方便， 工作安全， 体积紧凑、 试验成本低， 可重复使用等优点。 可实际应用于 高功率微波研究等多领域， 作为系统的高功率微波发生器使用。 说明书 2/2 页 4 CN 111641014 A 4 图1 图2 说明书附图 1/2 页 5 CN 111641014 A 5 图3 说明书附图 2/2 页 6 CN 111641014 A 6
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