[发明专利]一种用于车船迫停的紧凑型窄带高功率微波源

说明书

本发明涉及高功率微波技术领域的微波源器件，尤其是一种用于车船迫停的紧凑型窄带高功率微波源，包括阴极座、阴极、阳极外筒、截止颈、外慢波结构、内慢波结构、输出波导、同轴提取段、隔离段、谐振反射环、后置谐振腔、螺线管磁场、支撑杆，整个结构关于中心轴线旋转对称；采用本发明可达到以下技术效果：采用后置谐振腔，确保实现小型化和高效率，能对束波作用产生具有最优效果的峰值，有利于实现长脉冲；采用谐振反射环，能对束波作用产生具有最优效果的峰值；采用内外双波纹矩形慢波结构，缩小外慢波结构的径向尺寸；内慢波结构为矩形结构，与外慢波结构构成双矩形结构，缩短了轴向长度。

技术领域

本发明涉及高功率微波技术领域的微波源器件，尤其是一种用于车船迫停的紧凑型窄带高功率微波源。

背景技术

目前，高功率微波(通常指峰值功率大于100MW、频率在1～300GHz之间的电磁波)在定向能武器、卫星和空间平台供能、小型深空探测器的发射、轨道飞行器高度改变推进系统、电子高能射频加速器、材料加工与处理等国防和工业领域得到广泛应用。高功率微波源是高功率微波系统的核心分系统，用来产生不同频率的高功率微波。

近年来，以美国、德国为代表的发达国家投入巨资成功研发微波定向能车辆、船舶迫停系统并装备公安武警和部队，该系统专门是应用于反车船等动力系统的一种高功率微波电子系统。它利用高功率微波源产生的微波脉冲，通过高增益天线定向“射击”运动中的机动车辆船，以“非致命”手段“削弱”或“破坏”车船中的电子控制装置，从而使车船突然减速或停止，达到禁止其进入特定区域或保护重要目标不受车船冲击的目的。这种系统是把战争期间使用的高技术系统成功转化为和平时期利用的装备，专门针对公共区域恐怖犯罪和自杀式袭击等场合，用于保护重要目标，如军事战略目标、政治目标、经济战略目标、以及公共场合和交通设施中人民群众生命等免受车船的自杀式袭击。此外，这种系统还可用于犯罪分子驾车船逃逸时的追捕、交通控制等多种场合。

国内外在车船迫停系统方面的相关研究工作也取得了一定的进展。研究的车船迫停系统主要基于宽带高功率微波系统。鉴于宽带高功率微波系统辐射能量分散较大，攻击距离受限，而窄带高功率微波系统可以显著提高攻击距离，故研究基于窄带高功率微波源的车船迫停系统具有重要应用价值。L波段等低频段高功率微波具有以下优点：微波波长长，绕射能力强，因而容易穿越遮蔽物，与目标直接发生相互作用；微波的自由空间传输损耗小，传输距离远。因此，研究紧凑化L波段高功率微波源对于推动研制基于窄带高功率微波源的车船迫停系统具有重要的理论和现实意义。

相对论切伦科夫振荡器作为一种发展较为成熟的窄带高功率微波源，具有高功率、高效率以及适合重复频率工作等特点，受到国际上广大科研人员的关注。由于相对论切伦科夫振荡器的工作频段与器件的尺寸存在密切的关系，高频段器件尺寸较小，而低频段器件尺寸较大。此外，低频段器件还需要配备体积较大的螺线管磁场对电子束进行约束，造成整个系统庞大，不利于加工和实验。因此，相对论切伦科夫振荡器在向L波段等低频段拓展遇到了很大困难。目前，对相对论切伦科夫振荡器的研究多集中在S、C、X和毫米波段，对L波段等低频段报道较少。