[发明专利]一种高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置

说明书

本发明属于微波脉冲压缩技术领域，涉及一种高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置，包括输入波导、输入耦合膜片、谐振腔、自击穿开关、滑动短路器、波导H‑T结构，输入波导连接输入耦合膜片，输入耦合膜片连接谐振腔，谐振腔右端连接滑动短路器，自击穿开关置于谐振腔内，谐振腔侧面连接波导H‑T结构，波导H‑T结构与其自身的输出波导之间设置提取腔。本发明的有益效果为：本发明高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置通过在波导H‑T结构与输出波导中间增加一个提取腔，可有效抵消波导H‑T结构产生的微波反射，从而提高储能切换法微波脉冲压缩装置的能量提取效率和功率增益。提取腔结构的增加不影响谐振腔的谐振频率和品质因数。

技术领域

本发明属于微波脉冲压缩技术领域，涉及一种高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置。

背景技术

微波脉冲压缩技术是获得高功率微波输出的一种有效手段，其主要技术途径是先将长脉冲低功率微波脉冲输入到高品质因数谐振腔中储能，然后再从谐振腔中快速提取能量，从而实现微波功率放大。典型的微波脉冲压缩技术包括：能量倍增器法(SLAC EnergyDoubler,SLED)、功率二进倍增法(Binary Pulse Compression,BPC)、延迟线分配法(DelayLine Distribution System,DLDS)以及储能切换法(Switched Energy Storage,SES)。其中，储能切换法脉冲压缩技术因其结构简单、功率增益高的优势而被广泛用来压缩大功率源输出的微波脉冲，以获得高功率微波脉冲输出。

最简单的储能切换法微波脉冲压缩装置如图1所示(宁辉.脉冲压缩方法产生高功率微波技术研究[D].北京：清华大学博士学位论文,2001.)，该装置采用矩形波导谐振腔，采用矩形电感膜片为输入耦合膜片，以双电极自击穿开关为触发开关，以波导H-T结构为微波提取结构。其工作原理可描述为：输入微波脉冲经输入耦合膜片耦合进入矩形波导谐振腔中储能，随着储能增多，谐振腔中电场增大，当电场增大到一定程度的时候，自击穿开关产生自击穿，此时谐振腔中储存的微波能量将快速从波导H-T结构提取输出，实现微波功率放大。

目前，采用矩形波导谐振腔的储能切换法微波脉冲压缩装置都使用波导H-T结构作为微波提取结构，然而波导H-T结构存在阻抗不匹配的问题，会对输出微波产生较大的反射，使得谐振腔储存的微波能量不能完全提取输出，降低能量提取效率和功率增益。

发明内容

本发明目的是提高储能切换法微波脉冲压缩装置的能量提取效率和功率增益。

为达到上述发明目的，本发明提出一种高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置，包括输入波导、输入耦合膜片、谐振腔、自击穿开关、滑动短路器、波导H-T结构，输入波导连接输入耦合膜片，输入耦合膜片连接谐振腔，谐振腔右端连接滑动短路器，自击穿开关置于谐振腔内，谐振腔侧面连接波导H-T结构，波导H-T结构与其自身的输出波导之间设置提取腔。

本发明的有益效果为：本发明高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置通过在波导H-T结构与输出波导中间增加一个提取腔，可有效抵消波导H-T结构产生的微波反射，从而提高储能切换法微波脉冲压缩装置的能量提取效率和功率增益。提取腔结构的增加不影响谐振腔的谐振频率和品质因数。

附图说明

图1为背景技术储能切换法微波脉冲压缩装置示意图。

图2为本发明高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置示意图。

图3为本发明高能量提取效率的储能切换法微波脉冲压缩装置剖面示意图及尺寸。

图4为实施例中自击穿开关及矩形波导截面示意图及尺寸。

图5为实施例中带提取腔与不带提取腔的储能切换法微波脉冲压缩装置的提取效率对比图。

具体实施方式

实施例1