收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

紧凑重频脉冲导引磁场电源的研究

余小辉  
【摘要】:采用重频脉冲磁场作为重频高功率微波源的导引磁场,该磁场的初级能源具有功耗低、发热量小、结构紧凑等优点,符合当代高功率微波装置朝紧凑化、重频方向的发展要求,近年来在国内外受到了广泛关注。本文通过对产生磁场的螺线管、初级能源(为螺线管供电)的功率电路和智能控制系统三个关键子系统进行理论分析、工程设计和实验研究,完整地提出了脉冲磁场的设计方法和步骤,并研制出一台平均输出功率达4.65kW的磁场初级能源,利用它为实验室某Ka波段返波管(BWO)的螺线管脉冲放电,可获得所需的2.21T的峰值磁场,在10Hz重频下运行稳定可靠。本文的研究结果对重频脉冲磁场在低重频高功率微波领域的应用具有一定的指导意义。论文研究内容主要包括以下几个方面: 1.分析了螺线管的设计 和直流磁场不同,脉冲磁场需要考虑微波管的涡流损耗问题。对产生重频脉冲磁场的电路进行了简单分析。从产生重频脉冲磁场的电流表达式出发,根据涡流损耗不能太大、品质因数要高和电容储能要小的原则,给出了脉冲磁场产生系统的储能电容和充电电压的最优设计方法,最后举例说明了螺线管的设计方法。 2.对初级能源的功率电路部分进行了详细的研究 初级能源对螺线管重频脉冲放电,故要求其充电速度快,能量效率高。本文首先通过对电容器充电方式的简单分析,得出了高频恒流充电充电速度快,能量利用效率高。对几种常见的高频恒流充电方式进行了介绍和比较,选取了串联谐振恒流充电电路作为初级能源的电路工作方式,再从理论上利用等效电路模型推导了恒流充电电流的表达式。对设计的功率电路工作过程进行了理论分析,对电路的相关参数进行了公式的推导,给出了电路参数的设计方法和设计实例。最后,对变压器的设计进行了介绍。 3.对智能控制系统进行了介绍 对智能控制系统的工作原理进行了简单的分析,给出了硬件系统的工作框图和软件流程图,对主控板上的主要子电路进行了介绍,讨论了抗干扰措施。随后对触发板电路工作原理进行了分析,最后简单介绍了软件系统的设计。 4.重频脉冲磁场系统的实验研究 开展了初级能源的低压和高压的电路仿真和实验研究,最后研制出一台结构紧凑的初级能源,输出电压在0-2.5kV范围内可调,最大平均输出功率达4.65kW,达到了设计要求。利用第二章设计的螺线管,在储能电容C=200μF、充电电压U=1350V时,能输出脉冲峰值电流750A,对应2.21T的导引磁场,重频10Hz下运行稳定可靠。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张世昌,王文耀;电磁波荡器及导引磁场中相对论电子三维运动的线性与非线性分析[J];物理学报;1991年05期
2 曹三松,王明秋,韩凯;高峰值功率重频脉冲固体激光器[J];激光技术;1997年05期
3 张世昌;无波蕩器自由电子激光非线性分析[J];电子科技大学学报;1988年03期
4 葛行军;杜广星;朱俊;钟辉煌;钱宝良;;L波段同轴相对论返波振荡器导引磁场设计[J];强激光与粒子束;2010年01期
5 余小辉;杨汉武;张自成;汪伟;;一种重复频率脉冲导引磁场的设计[J];强激光与粒子束;2010年05期
6 王挺;张建德;钱宝良;;具有双电子束结构的双波段相对论返波振荡器粒子模拟研究[J];强激光与粒子束;2011年09期
7 本刊通讯员;;应用物理系张世昌教授参加国家自然科学基金委员会信息科学部召开的优秀高技术项目成果交流会[J];学术动态;2000年03期
8 葛行军;高梁;曹亦兵;张强;钱宝良;钟辉煌;;L波段相对论返波振荡器初步实验研究[J];强激光与粒子束;2010年03期
9 葛行军;钱宝良;钟辉煌;;同轴引出电子束相对论返波振荡器的粒子模拟[J];强激光与粒子束;2009年04期
10 王清源,于善夫,刘盛纲;自由电子激光的单粒子理论及其应用[J];强激光与粒子束;1991年01期
11 张军,钟辉煌,杨建华,舒挺;具有谐振腔的多波切伦柯夫振荡器的粒子模拟[J];强激光与粒子束;2003年01期
12 张世昌;等离子体波在喇曼自由电子激光中的作用[J];物理学报;1991年02期
13 ;国内简讯[J];光电子技术与信息;1994年04期
14 陈建芳,王明常;自由电子激光器的一些改进方案[J];激光技术;1999年01期
15 王挺;钱宝良;张建德;;双波段相对论返波振荡器模拟研究[J];强激光与粒子束;2009年04期
16 舒挺,刘永贵;具有电介质衬套的多波切仑柯夫振荡器[J];国防科技大学学报;1998年04期
17 邵涛;孙广生;严萍;张适昌;;极不均匀电场下重复频率纳秒脉冲气体击穿实验研究[J];强激光与粒子束;2006年06期
18 邱春蓉;张世昌;柴斌;张亚东;;外开槽同轴波导大轨道回旋自谐振脉塞放大器[J];强激光与粒子束;2008年03期
19 何培艾,程念安,何文龙,陶祖聪;准直孔法改善束流品质初探[J];强激光与粒子束;1991年04期
20 徐勇,张世昌;反向导引磁场自由电子激光中平衡态电子相轨道[J];物理学报;1994年07期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 张世昌;金践波;梁晓萍;;相对论性电子束对多普勒频率上移散射波的功率放大[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 张震;程湘爱;江天;邱冬冬;姜宗福;;重频脉冲激光辐照面阵CCD相机的主光斑丢失现象及其原因[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
3 张亚东;邱春蓉;张世昌;;使用横向螺旋摇摆磁场提高同轴回旋自谐振脉塞(CARM)放大器的效率[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
4 张瑾;葛行军;王毅;谷庭军;陈旭;;低频段紧凑型波纹内导体同轴相对论返波振荡器的设计[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
5 谭杰;常安碧;胡克松;刘庆想;马乔生;甘延青;;长脉冲真空二极管径向绝缘[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年
6 张辉波;张世昌;;高功率毫米波同轴腔回旋管振荡器电子效率研究[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
7 冀翔;陆启生;;光纤激光器合成高重频激光干扰激光末制导武器探讨[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 谭杰;罗光耀;吴勇;范植开;;小型化长脉冲二极管设计与实验[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 朱俊;低磁场准单模Cerenkov型高功率毫米波器件研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 王挺;双波段相对论返波振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 葛行军;L波段频率可调同轴相对论返波振荡器研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 邱春蓉;同轴波导回旋自谐振脉塞放大器的线性与非线性研究[D];西南交通大学;2006年
5 刘静;同轴波导虚阴极振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 杨建华;低磁场谐振腔切仑科夫振荡器—锥形放大管的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 柴斌;回旋自谐振脉塞多模非线性理论研究[D];西南交通大学;2011年
8 任章鳌;基于储能发电机的高功率重频脉冲电容充电电源系统的研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余小辉;紧凑重频脉冲导引磁场电源的研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 李川;Ku波段低磁场过模慢波高功率微波发生器研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 张亚东;不同变化的导引磁场对同轴波导CARM放大器的影响[D];西南交通大学;2008年
4 朱俊;毫米波低磁场慢波结构高功率微波发生器研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 牛洪昌;紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 陈旭;P波段同轴返波振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2008年
7 刘炳甫;圆柱波导TM模式CARM放大器的非线性研究[D];西南交通大学;2009年
8 杨娜;圆柱波导TM模式回旋自动谐振脉塞(CARM)的线性特性[D];西南交通大学;2009年
9 李东海;短脉冲激光对材料的作用及破坏机理研究[D];中国工程物理研究院;2010年
10 张辉波;同轴波导CARM放大器的非线性研究[D];西南交通大学;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978