紧凑型电磁脉冲辐射源研究

摘要

鉴于电磁脉冲技术越来越广泛的运用于军民领域,本文设计了一个紧凑的电磁脉冲辐射源,并对组成电磁脉冲辐射源的三个子系统:Marx发生器、双极脉冲形成线、高功率超宽带天线进行了研究。在此基础上,对这三个子系统进行了设计加工,并进行了相关测试,取得了较好的测试结果。本文的主要研究内容如下:
　　(1)首先,设计了一个自击穿的三级Marx发生器。并对此Marx发生器的保护电阻、充电电阻和储能电容进行了优化设计,在此基础上,加工了一个 Marx发生器,并测试了其在充电电压为10kV时,在50Ω负载上的输出电压波形,其输出波形与仿真波形具有较高的一致性。
　　(2)其次,对双极脉冲形成线进行了研究。研究了开关的导通时间、闭合时间及形成线电长度对输出双极脉冲的影响,并对 Marx发生器与双极脉冲形成线进行了联合仿真。最后,设计加工了一个同轴线形式的chopping-peaking组合开关型脉冲形成线,并将其与Marx发生器结合进行了联合测试,测试所得电压波形与仿真结果具有相同的趋势。
　　(3)再次,基于上面对脉冲功率源的研究,以整个系统紧凑、小型为原则,设计了一个带补偿结构的 TEM喇叭天线,使其形成了一个完整的电磁脉冲辐射源。并对此天线进行了加工测试,测试结果与仿真结果具有较好的一致性。
　　基于上面的仿真和测试结果,此电磁脉冲辐射源是可实现的。

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图表清单

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文内容安排

第二章 电磁脉冲辐射源整体设计

2.1 电磁脉冲辐射源设计

2.2 系统技术指标

2.3 本章小结

第三章 Marx发生器设计

3.1 Marx发生器设计原理

3.2 Marx发生器设计及参数的优化

3.3 Marx发生器放电仿真及测试

3.4 Marx发生器补偿电容的添加

3.5 本章小结

第四章 双极脉冲形成线

4.1 单极双极脉冲比较

4.2 双极脉冲形成线设计原理

4.3 双极脉冲形成线仿真设计

4.4 chopping-peaking组合开关型脉冲形成线设计加工及测试

4.5 本章小结

第五章 带低频补偿结构的高功率超宽带TEM天线

5.1 TEM喇叭天线研究

5.2 带低频补偿结构的高功率超宽带TEM喇叭天线设计

5.3 天线功率容量分析

5.4 带低频补偿结构的高功率超宽带TEM喇叭天线加工与测试

5.5 电磁脉冲辐射源测试方案设计

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文