[发明专利]一种增强电磁脉冲等效辐射功率的方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体为一种增强电磁脉冲等效辐射功率的方法。

背景技术

高功率电磁脉冲技术在微波车辆迫停、清除路边炸弹、破坏敌监控系统等维护公共安全领域有广阔的应用前景。高功率电磁脉冲通过孔缝耦合进入目标电子设备，扰乱或损坏目标电子设备内的集成电路。电磁脉冲的等效辐射功率ERP(Equivalent Radiation Power)是影响作用距离的主要因素，常规的电磁脉冲辐射系统如图1所示。其等效辐射功率ERP的计算公式为ERP＝P_t.G_t，其中P_t为高功率电磁脉冲源的功率，G_t为辐射天线增益。

为提高系统的等效辐射功率，可以通过增加P_t或G_t来实现。在高功率电磁脉冲源功率P_t一定情况下，目前通常通过增加天线的口径面积来实现辐射天线增益G_t的提高,从而实现系统等效辐射功率的增强。但天线的口径面积不可能无限制增大，而且随着小型化要求的提出，对天线口径的限制也越来越大。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，在满足天线口径面积的情况下，增大电磁脉冲等效辐射功率，本发明提出了一种增强电磁脉冲等效辐射功率的方法，在高功率电磁脉冲源功率P_t一定情况下，通过将多个高功率电磁脉冲源和对应的辐射天线组成阵列，实现系统等效辐射功率的增强。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种增强电磁脉冲等效辐射功率的方法，其特征在于：采用高压脉冲电源对N个并联的高功率电磁脉冲源同时馈电，N个高功率电磁脉冲源在高压脉冲激励下过压击穿产生N个高功率电磁脉冲，N个高功率电磁脉冲经对应的N个天线辐射后在空间叠加，形成叠加的高功率电磁脉冲辐射场，实现等效辐射功率增强。

所述一种增强电磁脉冲等效辐射功率的方法，其特征在于：高压脉冲电源的输入脉冲前沿小于30纳秒。

所述一种增强电磁脉冲等效辐射功率的方法，其特征在于：高功率电磁脉冲源采用压缩气体开关。

有益效果

本发明提出了一种增强电磁脉冲辐射功率的方法，该方法在不增加电磁脉冲源功率和天线增益情况下，通过多个高功率电磁脉冲源和天线组成阵列，增强整个系统的电磁脉冲等效辐射功率。通过分析设计阵列单元的时间抖动指标来满足系统合成效率。本方法用于高功率电磁脉冲技术中，增强系统的等效辐射功率，可以达到对目标电子设备更远的作用距离要求，在微波车辆迫停、清除路边炸弹、破坏敌监控系统等维护公共安全领域有广阔的应用前景。

附图说明

图1：常规的高功率电磁脉冲辐射系统；

图2：本发明的原理框图；

图3：典型的高功率电磁脉冲源波形；

图4：实施例中N=2情况下系统组成框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图2，本发明的增强电磁脉冲等效辐射功率的方法，采用高压脉冲电源同时对N个并联的压缩气体开关间隙充电，N个压缩气体开关间隙过压击穿产生N个高功率电磁脉冲，N个高功率电磁脉冲经对应的N个天线辐射后在空间叠加，形成叠加的高功率电磁脉冲辐射场，相对于传统的单个压缩气体开关情况，实现了辐射功率的增强。这种情况下，系统等效辐射功率的计算公式为ERP＝N2.P_t.G_t，与ERP＝P_t.G_t比较，在高功率电磁脉冲源的功率都为P_t，辐射天线增益都为G_t情况下，通过N个电磁脉冲源和N个天线构成的系统，等效辐射功率增强到原来的N²倍。

参照附图4，本实施例中合成单元数目N=2，本实施例中对高功率电磁脉冲源和辐射天线进行一体化设计，对具有这两个功能的结构单元简称为辐射器。高压脉冲源通过高压电缆对2个辐射器同时充电，辐射器在高压脉冲激励下过压击穿形成空间辐射波形。

下面对系统合成效率进行分析：