[实用新型]一种高重频低压超辐射产生装置

说明书

技术领域

本实用新型属于微波电子学领域，具体涉及一种高重频低压超辐射产生装置。

背景技术

介于传统的、常规雷达电子对抗技术及其武器装备经过几十年的发展，相对比较成熟，攻防双方在一定条件下都有各自的对抗办法和措施。传统雷达对抗技术特点：干扰机的功率、干扰样式、干扰效率相对较高，但雷达发射波形容易被侦测截获。在电子侦测技术基础上，雷达工作频率、发射功率、工作模式、极化方式等可能被对方获取。高重频电磁脉冲辐射用于对雷达干扰可以降低干扰信号被截获的概率，大大地提高了干扰机的反对抗能力。在电磁干扰方面，由于频谱覆盖因素，超宽带技术一直在HPM领域受到重视，国外包括俄罗斯、美国、德国专家围绕超宽带高压窄电子束源从五十年代到九十年代做了大量的工作。特别是俄罗斯从基础科学研究到应用科学研究作了大量的工作。从他们的文献报道上看：窄脉冲输出幅度高达几千伏、几十千伏到上百千伏，重复频率从几十Hz到上百、千Hz，脉冲前沿上升时间达几十到几百ps，俄罗斯科学院的高功率电离快速恢复二极管上升时间达50ps。美国LOSAlamos国家实验室、LawrenceLivermore国际实验室、Sandia实验室、Phillips实验室对宽带高压窄电子束源及其宽带天线也做了大量的研究工作。然而在超宽带辐射研究中，尽管脉冲前沿达到了ps水平，由于其大部分频谱成分仍然是直流到低频的成分，使得超宽带很难实现远距离辐射，极大地限制了超宽带在电磁干扰方面的应用。高重频宽谱电磁脉冲干扰机作为一种新的发射超宽谱信号装置，目前其信号频谱宽度已达到P、L波段。目前存在的问题是：1)作用距离近，不能形成有效的保护；2)频率不能覆盖微波频段。然而RBWO(相对论返波管)超辐射要求的脉冲功率电压比较高(大于500kV)、同时还需要一套庞大的驱动磁场(大于3T)来约束相对论电子束同BWO器件相互作用，因此体积庞大的脉冲功率装置和驱动磁场限制了RBWO超辐射技术的应用。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种高重频低压超辐射产生装置，包括：

磁体，其为两端设置有封盖的圆柱体空腔；

返波管，其设置在所述磁体内，所述返波管的一端与所述磁体右端封盖的内侧连接使所述返波管与所述磁体形成同轴结构；

阴极，其设置所述磁体的左端封盖的内侧；且与所述返波管的另一端相对设置以向返波管发射电子束；所述阴极分别通过引线与外部高压电源和加热电源连接；

天线，其与所述磁体右端封盖的外侧密封连接，且与所述返波管连通以发射辐射信号；所述天线的外侧密封设置；

真空泵，其与所述装置的内部连通以使装置腔内抽真空形成形成一定的真空度；

其中，所述返波管内沿所述阴极的电子发射端依次设置有反射腔、漂移段、慢波结构和阻抗变换；所述反射腔的长度为22mm，半径为35mm；漂移段的长度为36mm，半径为30mm；慢波结构的平均半径为30mm，波纹幅值为5.5mm，长度为300～400mm；阻抗变换的长度为16mm，最小直径为30mm，最大直径为34mm。

优选的是，所述装置还包括：

电流环，其设置在所述磁体的左端封盖的外侧以检测阴极的电流；

真空规，其与所述装置内部连通以测量空腔内的真空度；

绝缘子，其设置在所述引线进入装置空腔内的一端并与装置空腔内密封连接。

优选的是，所述阴极为LaB₆热阴极，采用钨丝间接加热，加热电源为1.5kW(30V，50A)时，阴极温度达到1900度；所述阴极的发射面为环形，中心直径φ54mm，宽度2mm，即外径φ58mm，发射面积为3.4cm²，发射电流密度达到23.6A/cm²。

优选的是，所述返波管为扩展了束波互作用空间范围的BWO器件，采用均匀波纹波导作为慢波结构束波互作用区，共36个结构周期，每个周期长度为10mm。

本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型利用BWO(返波管)的超辐射机制可以产生C波段窄脉冲的宽谱微波辐射，这样的微波辐射可以同时满足在电磁干扰方面的频谱覆盖和远距离辐射两方面的要求，而且体积比较小，利于装置的小型化；同时，采用本发明所述的返波管，在器件使用时采用低压(20～30kV)即可实现阴极电子束的产生。