[发明专利]一种电子脉冲压缩系统

权利要求书

1.一种电子脉冲压缩系统，其特征在于，包括：

相位锁定射频信号装置(1)，其产生正弦连续射频信号；

大功率脉冲固态射频放大装置(2)，其与所述相位锁定射频信号装置(1)连接，用于对所述正弦连续射频信号进行功率调节、脉冲调制、移相以及功率放大处理，产生高功率脉冲射频信号；及

射频压缩腔(3)，所述高功率脉冲射频信号以磁耦合的方式耦合至所述射频压缩腔(3)内，在所述高功率脉冲射频信号的激励下产生时变电场，对通过其内部的电子脉冲实现预补偿压缩。

2.如权利要求1所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述相位锁定射频信号装置(1)包括：

基频信号源(11)，其提供基频信号及其系列谐波信号；

倍频带通放大器，其对所述基频信号进行倍频，滤波与带通放大处理，产生所述正弦连续射频信号传输至所述大功率脉冲固态射频放大装置(2)。

3.如权利要求2所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述基频信号的频率范围为76～82MHz，所述系列谐波信号的带宽为1GHz。

4.如权利要求2所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述正弦连续射频信号的频率范围为3040～3280MHz，功率为+10dBm，所述正弦连续射频信号的相位与产生电子脉冲的飞秒激光脉冲精密锁定。

5.如权利要求2所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述倍频带通放大器包括五倍频带通放大单元(12)与八倍频带通放大单元(13)。

6.如权利要求1所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述大功率脉冲固态射频放大装置(2)包括：

调制信号源(21)，其提供调制信号；

功率调节单元(22)，其与所述相位锁定射频信号装置(1)连接，用于调节所述正弦连续射频信号的功率；

脉冲调制单元(23)，其与所述功率调节单元(22)以及所述调制信号源(21)连接，根据所述调制信号调制所述正弦连续射频信号，产生脉冲射频信号；

移相单元(24)，其与所述脉冲调制单元(23)连接，用于调节所述脉冲射频信号的相位；及

功率放大单元(25)，其与所述移相单元(24)连接，用于提高所述脉冲射频信号的功率；

功率合成单元(26)，其与所述功率放大单元(25)连接，用于对所述脉冲射频信号进行功率合成，产生高功率脉冲射频信号，并传输至所述压缩腔(3)。

7.如权利要求1所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述高功率射频脉冲信号的频率范围为3040～3280MHz，输出峰值功率范围为0～1500W，相位范围为0～360°，脉冲宽度范围为0.5～100μs，输出功率抖动小于1％，脉冲相位稳定度小于0.1°，功率粗调精度为2dB，功率细调精度为0.5dB，相位移动粗调精度为10°，相位移动细调精度为0.2°，输出脉冲信号上升沿和下降沿均小于等于100ns。

8.如权利要求1所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述射频压缩腔(3)的工作模式为TM₀₁₀模、谐振频率为3.2GHz、频谱宽度为500～600kHz、驻波系数为小于等于1.1、阻抗为47～50Ω、品质因数为10000～11000。

9.如权利要求1所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述射频压缩腔(3)包括：

腔体壁(31)，其腔体横截面呈对称的Ω形设置，腔体中心位置开设有圆柱形通道用于通过电子脉冲，所述腔体壁(31)上设有小孔；

能量耦合环(32)，其通过所述腔体壁(31)上的小孔引入所述腔体内，所述高功率脉冲射频信号通过所述能量耦合环(32)以磁耦合的方式在所述射频压缩腔(3)中激励时变电场；及

真空连接法兰(33)其设置在所述腔体壁(31)的两端，用于将样品反应室与电子枪同轴密封连接。

10.如权利要求9所述的电子脉冲压缩系统，其特征在于，所述腔体壁(31)内的圆柱形通道直径为4～6mm，腔体内的有效作用区长度为5～8mm。