[发明专利]一种模拟真空环境中的微波聚焦装置

说明书

技术领域

本发明涉及微波应用技术领域，尤其是一种模拟真空环境中的微波聚焦装置。

背景技术

在现有技术中，公知的技术是，现代电子设备在复杂电磁环境的抗干扰能力试验及相应防护技术研究在设备研制过程中是非常重要的；另外，随着强电磁脉冲峰值功率水平的不断提高，在大气传输中出现不同程度的击穿现象，因此需要在实验室内构建一种可以模拟真空中高强微波辐射场的局部强电磁场。采用喇叭直接辐射的方式获得强辐射场要求微波源的功率非常高，系统造价和体积重量都会急剧增加，这是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种模拟真空环境中的微波聚焦装置的技术方案，针对目前已有的装置对微波源的功率要求高，介质透镜聚焦重量沉重、成本高昂的缺点，发明了采用反射面聚焦方式在真空环境中获得局部高强电磁场的便捷途径，可有效降低对微波源的功率要求，大幅降低系统重量和造价。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种模拟真空环境中的微波聚焦装置，包括有微波源、馈源喇叭、介质窗、聚焦反射面、真空腔体和吸波材料；聚焦反射面设置在设置在真空腔体内部的一端；馈源喇叭的敞口端设置在真空腔体上远离聚焦反射面的一端；馈源喇叭的收口端与微波源连接；馈源喇叭的敞口端上设置有介质窗；聚焦反射面的面型为椭球曲面。

作为本方案的优选：所述介质窗的面型为椭球曲面；介质窗曲面与喇叭口面波束的等相位面重合。

作为本方案的优选：真空腔体的内侧壁上设置有吸波材料。

作为本方案的优选：馈源喇叭的相位心位于聚焦反射面的远场焦点处。

作为本方案的优选：馈源喇叭和聚焦反射面共轴。

作为本方案的优选：真空腔体的形状为圆柱形。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中本发明利用圆锥馈源喇叭将微波源产生的大功率微波辐射到真空密封腔中，采用面型为椭球曲面的聚焦反射面对微波波束进行反射聚焦，克服了传统非聚焦装置对微波源功率需求高和介质透镜式聚焦装置介质透镜重量过重和造价过高的不足；设计时使馈源喇叭的相心位于椭球面远焦点处，此时辐射波束被聚焦反射面反射后，就可聚焦在近焦点处，形成真空环境下的局部强电磁场，贴附在真空腔内壁的吸波材料吸收聚焦后散射的微波。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的轴线电场分布图。

图中，1为微波源，2为馈源喇叭，3为介质窗，4为吸波材料，5为真空腔体，6为焦斑区域，7为聚焦反射面。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1 所示，微波源产生的微波信号经过馈源喇叭辐射后透过介质窗后传输到聚焦反射面，聚焦反射面将微波信号聚焦，形成真空环境下的局部强电磁场，贴附在真空腔内壁的吸波材料吸收聚焦后散射的微波。

馈源喇叭选择多模喇叭，使辐射出的波束具有旋转对称性。

选择金属反射面作为聚焦反射面。

具体的实施例为：选取微波源的功率为1W，输出微波频率为5.76GHz，馈入馈源辐射喇叭；馈源喇叭经过变张角设计使其辐射出旋转对称的高斯波束，其-3dB张角约为14 ??；反射面为椭球曲面，椭球长轴为1.7m，横向短轴为1.2m，口径0.72m，焦距为1.25m；真空腔体容器为钢制圆柱型，内径0.75m、长度1.3m，内表面铺贴橡胶平板吸波材料。

对上述实施例进行数值仿真后可以得到如图2所示轴线上的电场强度分布图，通过图2可以看到，微波经聚焦反射面反射后，很好的聚焦在焦点处，在焦点处获得了电场强度高达600V/m的局部强电磁场，表明具有很好的聚焦效果，由于此系统使微波能量集中于局部区域，因此相比于非聚焦系统，其对微波源的功率要求要低很多，由于采用了金属反射面作为聚焦装置，相比介质透镜式的聚焦系统，重量要轻很多，造价也大为降低。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。