[发明专利]一种提高微波脉冲压缩器系统效率的方法

权利要求书

1.一种提高微波脉冲压缩器系统效率的方法，其特征在于改变低功率微波信号源系统与高功率直流脉冲调制器的输出波形的时序关系，该方法包括以下步骤：

(1)构建一个提高微波脉冲压缩器系统效率的系统，该系统包括低功率微波信号源系统、高功率直流脉冲调制器、速调管和脉冲压缩器，所述的高功率直流脉冲调制器通过高压线与速调管连接，所述的低功率微波信号源系统通过微波波导与所述的速调管相连，所述的速调管通过微波波导与脉冲压缩器连接；

(2)高功率直流脉冲调制器向速调管输出脉冲信号，设输出脉冲信号开始时刻为t₀，输出脉冲信号的平顶期开始时刻为t₁，输出脉冲信号的平顶期结束时刻为t₂，输出脉冲信号的结束时刻t₃；

利用下式，计算高功率直流脉冲调制器的效率η_m：

其中，P_m(t)为高功率直流脉冲调制器的输出功率随时间的变化关系，P_m(t)＝U_m(t)·I_m(t)，其中U_m(t)为高功率直流脉冲调制器的输出电压随时间的变化关系，用高压探头测量得到，I_m(t)为高功率直流脉冲调制器的输出电流随时间的变化关系，用电流互感器测量得到，E_m为高功率直流脉冲调制器的输入能量；

(3)低功率微波信号源系统向速调管输出频率为f的带反相，即微波相位由0度变化到180度的高频方波信号，该高频方波信号与步骤(2)的脉冲信号同步，高频方波信号的起始时刻为t₀，反相时刻为t_r，结束时刻为t₂；

(4)来自高功率直流脉冲调制器的脉冲信号作用于速调管内部的热阴极并释放电子束，来自低功率微波信号源系统的高频方波信号对该电子束进行速度调制，被调制的电子束通过速调管内部的谐振腔和耦合孔输出放大的高功率微波，得到带有上升沿的微波脉冲信号，该微波脉冲信号与步骤(2)的脉冲信号和步骤(3)的高频方波信号同步，微波脉冲信号的开始时刻为t₀，平顶期开始时刻为t₁，反相时刻为t_r，结束时刻为t₂；

利用下式，计算速调管的效率η_k：

其中，P_k(t)为速调管的输出功率随时间的变化关系，通过定向耦合器耦合出速调管输出微波波导的功率，由功率计检测得到速调管的输出微波波导功率随时间的变化关系；

速调管向脉冲压缩器输出带有上升沿的微波脉冲信号；

(5)脉冲压缩器接收来自速调管的微波脉冲信号，对微波脉冲信号的能量进行存储和释放，其中，t₀～t_r时间段，脉冲压缩器进行脉冲信号的能量存储，少量微波信号被释放，形成预脉冲信号，t_r～t₂时间段，速调管向脉冲压缩器输入反相脉冲信号，脉冲压缩器进行脉冲信号的能量释放，形成被压缩的脉冲信号；

利用下式，计算得到脉冲压缩器的效率η_c：

其中，P_c(t)为脉冲压缩器的输出功率随时间的变化关系，通过定向耦合器耦合出脉冲压缩器输出微波波导的功率，由功率计检测脉冲压缩器的输出微波波导功率随时间的变化关系；

(6)利用下式，计算得到微波脉冲压缩器系统的效率η：

η＝η_m·η_k·η_c。