[发明专利]一种超快电子脉冲宽度测量系统

权利要求书

1.一种超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，包括：基频信号装置(10)、脉冲射频发射装置(20)和射频偏转腔(30)；

所述基频信号装置(10)生成一个相位锁定的正弦连续波信号；

所述脉冲射频发射装置(20)与所述基频信号装置(10)连接，其对所述正弦连续波信号进行放大与调制，得到大功率脉冲射频信号；

所述射频偏转腔(30)与所述脉冲射频发射装置(20)连接，所述大功率脉冲射频信号通过电耦合的方式被耦合至所述射频偏转腔(30)中形成时变磁场；

超快电子脉冲被发射为穿过所述时变磁场，所述超快电子脉冲的传播方向与所述时变磁场的传播方向垂直，使得所述超快电子脉冲的纵向脉宽转化为横向偏转距离，以实现测量所述超快电子脉冲的脉宽。

2.如权利要求1所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述基频信号装置(10)包括激光信号源(11)、同步电信号转换单元(12)及前置放大单元(13)；

所述激光信号源(11)用于射出相位锁定的激光信号；

所述同步电信号转换单元(12)与所述激光信号源(11)连接，用于将所述激光信号转换为同步电信号；

所述前置放大单元(13)与所述同步电信号转换单元(12)连接，用于将所述同步电信号放大为相位锁定的正弦连续波信号。

3.如权利要求1或2所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述正弦连续波信号的带通频率为380～410MHz和760～820MHz。

4.如权利要求1所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述脉冲射频发射装置(20)包括调制信号单元(21)、变频及前级驱动单元(22)与功率放大合成单元(23)；

所述调制信号单元(21)生成脉冲电信号作为调制信号；

所述变频及前级放大单元(22)与所述调制信号单元(21)连接，用于将所述正弦连续波信号进行变频及预放大之后，根据所述调制信号对所述正弦连续波信号进行调制得到脉冲射频信号；

所述功率放大合成单元(23)与所述变频及前级放大单元(22)连接，用于将所述脉冲射频信号进行放大得到大功率脉冲射频信号。

5.如权利要求1或4所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述大功率脉冲射频信号的频率带宽为6080～6450MHz，输出峰值功率范围0.01kW～1kW，相位范围0～360°，脉冲宽度范围0.2μs～100μs，输出功率稳定度≤1％，脉冲相位稳定度≤0.1°，脉冲抖动≤1％，相位移动粗调精度为10°，相位移动细调精度为0.2°，脉宽调节精度为0.05μs，占空比≤10％，脉冲上升沿和下降沿均≤100ns。

6.如权利要求4所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述脉冲射频发射装置(20)进一步包括控制及显示单元(24)，所述控制及显示单元(24)控制所述变频及前级驱动单元(22)实现调节及监测所述脉冲射频信号的功率、相位和脉宽，以及控制所述功率放大合成单元(23)实现调节及监测所述大功率脉冲射频信号的功率、相位和脉宽。

7.如权利要求1所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述射频偏转腔(30)包括腔体壁(31)、能量耦合环(32)与传输线(33)；

所述腔体壁(31)内部为中空腔体；所述能量耦合环(32)设置在所述腔体壁(31)内部；所述传输线(33)连接所述能量耦合环(32)及所述脉冲射频发射装置(20)，用于传输所述大功率脉冲射频信号至所述能量耦合环(32)；所述能量耦合环(32)将所述大功率脉冲射频信号作为激励源通过电耦合的方式耦合至所述射频偏转腔(30)内，在所述射频偏转腔(30)内形成时变磁场。

8.如权利要求1或7所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述时变磁场与所述超快电子脉冲之间的作用区域的长度为5毫米。

9.如权利要求7所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述能量耦合环(32)在所述射频偏转腔(30)内激起的电磁场模式为TM₁₁₀模，工作频率为6.4GHz，频谱宽度为900kHz，驻波系数≤1.21，阻抗为50Ω，所述射频偏转腔(30)的品质因数为14000到15000。

10.如权利要求7所述的超快电子脉冲宽度测量系统，其特征在于，所述射频偏转腔(30)进一步设置有调节单元(34)，所述调节单元(34)与所述腔体壁(31)连接，用于调节所述腔体壁(31)的位置。