一种基于平板传输线的双通道双极性超宽带微波发生器的制作方法

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：

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。

根据当前超宽带高功率微波发生器多使用基于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：

1)调试和使用的复杂程度；

2)2个或两个以上的脉冲产生；

3)可通过tem喇叭天线直接进行能量辐射。

技术实现要素：

要解决的技术问题

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。

技术方案

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压在微波匹配段上。

在平板传输线内填充介质为ξ＝3.2的20#变压器油可以提高其功率容量和击穿电压。

有益效果

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。

附图说明

图1发生器2-d结构图

图2输入电压波形图

图3输出双极性超宽带高功率微波发生器输出形图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

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。

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、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。

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。

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止，在本发明中宽度为230mm，高度为145mm，介质为ξ＝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。

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。

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。

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。

技术特征：

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ξ＝3.2的20#变压器油可以提高其功率容量和击穿电压。

技术总结
本发明涉及一种基于平板传输线的双通道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。

技术研发人员：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
受保护的技术使用者：西安电子工程研究所
技术研发日：2020.06.02
技术公布日：2020.09.08