一种频率可调的高功率辐射器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种频率可调的高功率辐射器，通过改变天线振子长度、放电间距和充气气压实现中心频率可调的辐射器，结合充电电源和脉冲功率源平台，实现在同一系统输出不同频率的高功率电磁脉冲的辐射场。本发明与普通高功率宽带天线相比，具有以下特点：1辐射频率可调：在相同的脉冲功率源的激励下，通过置换辐射器中不同组长度振子，实现辐射频率的调节，不需要采用不同的功率源，降低了电磁脉冲效应试验的要求和成本。2放电间距可调：通过将放电开关的电极间距设置为天线罩外部可调的方式，可以实现辐射器的组阵，可以获得更高的辐射场强。
【专利说明】一种频率可调的高功率辐射器
【技术领域】
[0001]本发明属于高功率脉冲压缩及电磁辐射装置，涉及一种频率可调的高功率辐射器，是一种通过自身结构将馈入高压脉冲进行压缩，将电压脉冲转化为射频脉冲，并实现向空间的有效辐射的装置。
【背景技术】
[0002]在进行电磁脉冲对电子学设备的损伤效应试验时，需要更换不同中心频率的高功率辐射源，以期获得靶目标的敏感频率和损伤阈值。为了获得试验数据，需要进行各种辐射系统的配套，一方面对试验场地的面积提出了交高要求，另一方面也增加了试验所需的成本。因而，一套基于频率可调辐射器的高功率辐射系统对电磁脉冲损伤效应和电磁加固测试十分的必要。
[0003]目前，国内对频率可调的高功率宽带辐射器尚未开展专门的研究工作。
【发明内容】
[0004]要解决的技术问题
[0005]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种频率可调的高功率辐射器，可以有效降低高功率电磁脉冲效应试验对辐射源种类和试验场地的要求。
[0006]技术方案
[0007]一种频率可调的高功率辐射器，其特征在于包括输入端子1、端板2、法兰盘3、天线罩管体4、辐射振子5、盘锥6、放电电极7、调节杆8和支架9 ;天线罩管体4的两端通过法兰盘3固定端板2，端板2的中部设有输入端子I ;天线罩管体4圆柱体内的的两端固定圆形支架9，支架9的前端固定盘锥6，多个辐射振子5与盘锥6上的多个通孔连接；放电电极7设在盘锥6的中部，并与调节杆8的一端连接，调节杆8的另一端与输入端子I上的调节螺纹连接；端板2与法兰盘3、端板2与输入端子I之间设有密封O型橡胶圈，天线罩管体4与端板2和法兰盘3形成的空间中充有用于放电开关的高电压绝缘的氮气或六氟化硫气体。
[0008]所述辐射振子5的长度取决于辐射器需要输出的频率。
[0009]所述天线罩管体4的圆柱型管体采用缠绕玻璃丝管一次成型制备。
[0010]所述天线罩管体4的承受压力为6_8MPa。
[0011]所述放电电极采用球面削顶的结构。
[0012]所述盘锥6的边角为导圆结构。
[0013]有益效果
[0014]本发明提出的一种频率可调的高功率辐射器，通过改变天线振子长度、放电间距和充气气压实现中心频率可调的辐射器，结合充电电源和脉冲功率源平台，实现在同一系统输出不同频率的高功率电磁脉冲的辐射场。
[0015]本发明与普通高功率宽带天线相比，具有以下特点:
[0016]I辐射频率可调:在相同的脉冲功率源的激励下，通过置换辐射器中不同组长度振子，实现辐射频率的调节，不需要采用不同的功率源，降低了电磁脉冲效应试验的要求和成本。
[0017]2放电间距可调:通过将放电开关的电极间距设置为天线罩外部可调的方式，可以实现辐射器的组阵，可以获得更高的辐射场强。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1:本发明的频率可调辐射器的结构示意图；
[0019]图2:盘维6结构不意图，a:正视图；b:侧视图；
[0020]图3:辐射振子结构示意图；
[0021]图4:放电电极结构示意图，a:侧视图；b:顶视图；
[0022]1-输入端子，2-端板，3-法兰盘，4-天线罩管体，5-辐射振子，6_盘锥，7_放电电极，8-调节杆，9-支架；
[0023]图5:辐射器工作流程图；
[0024]图6:天线激励波形；
[0025]图7:7cm振子天线的远场福射图
[0026]图8:7cm振子天线的福射频谱分布图；
[0027]图9:15cm振子天线的远场辐射图；
[0028]图10:15cm振子天线的辐射频谱分布图；
【具体实施方式】
[0029]现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
[0030]本发明实施例的方案是:由高气密等级的天线罩管体、调节杆、间距可调的放电电极、盘锥和辐射振子组成，如图1所示。
[0031 ] 天线罩管体4的两端通过法兰盘3固定端板2，端板2的中部设有输入端子I ;天线罩管体4圆柱体内的的两端固定圆形支架9，支架9的前端固定盘锥6，多个辐射振子5 (如图2所示)与盘锥6 (如图3所示)上的多个通孔通过螺纹连接；通过在盘锥上安装不同长度(单次安装的振子长度一致)的振子，实现辐射器输出频率的调节。
[0032]放电电极7设在盘锥6的中部，并与调节杆8的一端连接，调节杆8的另一端与输入端子I上的调节螺纹连接；由于气体放电存在一定的离散性，为了解决辐射器组阵辐射不同步的问题，将放电间距设计为一定范围可调节的方式。
[0033]端板2与法兰盘3、端板2与输入端子I之间设有密封O型橡胶圈，天线罩管体4与端板2和法兰盘3形成的空间中充有用于放电开关的高电压绝缘的氮气或六氟化硫气体。
[0034]本发明中，辐射器为对称结构。其中天线罩的管体为圆柱体，采用缠绕玻璃丝管一次成型工艺，并在两端的法兰盘中预埋丝套。端板与法兰盘、端板与输入端子之间采用O型橡胶圈进行密封。该天线罩具有较低的介电常数和良好的密封能力，管体可以承受6-8MPa左右的压力；调节杆与放电电极通过螺纹连接，可实现放电开关电极间距在天线罩外部O-1Omm的调节。放电电极采用球面削顶的方式，如图4所示。边角导圆的金属盘锥和辐射振子通过螺纹连接，良好导通组成天线，实现电磁脉冲的全向辐射。
[0035]该辐射器的工作过程可以叙述如下:快前沿高压脉冲经过辐射器输入端子，对两个天线盘锥平面的分布电容进行充电，当电压达到预设值时击穿气体开关(由两个放电电极和绝缘气体组成)，形成射频脉冲，经由盘锥和辐射振子组成的天线向外辐射高功率电磁脉冲，工作流程如图5所示。
[0036]在进行仿真计算时，采用气体放电的等效波形-双指数脉冲(如图6所示)，分别激励振子长度为7cm、15cm的辐射器，得到的远场辐射图和频谱分布图，分别如图7-图10所示。从图中可以明显看出，同样的激励波形，不同振子长度的辐射器辐射信号的中心频率不同。
【权利要求】
1.一种频率可调的高功率辐射器，其特征在于包括输入端子(I)、端板(2)、法兰盘(3)、天线罩管体(4)、辐射振子(5)、盘锥(6)、放电电极(7)、调节杆(8)和支架(9);天线罩管体(4)的两端通过法兰盘(3)固定端板(2)，端板(2)的中部设有输入端子(I);天线罩管体(4)圆柱体内的的两端固定圆形支架(9)，支架(9)的前端固定盘锥(6)，多个辐射振子(5)与盘锥(6)上的多个通孔连接；放电电极(7)设在盘锥(6)的中部，并与调节杆(8)的一端连接，调节杆(8)的另一端与输入端子(I)上的调节螺纹连接；端板(2)与法兰盘(3)、端板(2)与输入端子⑴之间设有密封O型橡胶圈，天线罩管体(4)与端板⑵和法兰盘(3)形成的空间中充有用于放电开关的高电压绝缘的氮气或六氟化硫气体。
2.根据权利要求1所述频率可调的高功率辐射器，其特征在于:所述辐射振子(5)的长度取决于辐射器需要输出的频率。
3.根据权利要求1所述频率可调的高功率辐射器，其特征在于:所述天线罩管体(4)的圆柱型管体采用缠绕玻璃丝管一次成型制备。
4.根据权利要求1或3所述频率可调的高功率辐射器，其特征在于:所述天线罩管体(4)的承受压力为6-8MPa。
5.根据权利要求1所述频率可调的高功率辐射器，其特征在于:所述放电电极采用球面削顶的结构。
6.根据权利要求1所述频率可调的高功率辐射器，其特征在于:所述盘锥￠)的边角为导圆结构。
【文档编号】H01Q1/36GK104241821SQ201410418462
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】何鹏军, 田川, 蒋丹, 李奇威, 张欢阳, 张帆 申请人:西安电子工程研究所