论文摘要
根据既有高功率微波理论和实验研究结果,特定条件下,低频率的高功率微波在应用过程中具有一定优势,然而低频微波发射时往往需要尺寸较大的发射系统以获得足够的增益。拍波表现为低频振幅调制的高频波,获得足够增益所需的发射系统尺寸较小,而且在适当的非线性作用下,拍波会产生与拍频相关的低频成分。因此,高功率微波拍波在一定程度上结合了高频和低频高功率微波的优点。本课题对实际的高功率微波及其拍波的波形和频谱特点、高功率拍波的线性和非线性耦合响应规律等方面展开初步研究,并进行了一些实验验证,得到了关于高功率微波拍波及其与目标作用特性的一些规律性的认识。本文的主要研究内容和结果如下:1.对高功率微波及其拍波的特性进行了研究,加深了对波形包络及频率变化的复杂性的理解;各路微波频率一定的条件下,拍波脉冲的峰值功率受时间同步和相对电场幅度影响;高功率微波拍波经天线阵发射时必须保证天线元之间的时间同步性和相位差的精确控制。2.对线性耦合机制和非线性耦合机制下高功率微波拍波的作用特性进行了研究,得到如下结果:受腔体孔缝尺寸限制,未被孔缝截止的高功率微波拍波在腔体中心产生的电场强度较截止的单频高功率微波高两个数量级;得到了在特定非线性耦合过程中相应低频分量强度的定量结果。3.开展了拍波对前端放大电路的注入实验研究,结果表明:在相同脉宽和相近频率条件下,射频前端的拍波失效功率阈值比单频波下降约3dB;在拍波作用条件下,失效功率阈值大体呈现正态分布,且方差较小;在射频放大电路的非线性耦合下,其输出到下一级电路的波形中存在与拍频一致的低频成分;对高功率微波拍波的整体作用效能分析发现,在研究的两种情况下,相同峰值功率的高功率微波拍波较拍频下的单频波的有效作用功率分别高约10.9dB和50.9dB。