一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置技術方案，該方案包括有微波源、饋源喇叭、介質窗、聚焦反射面、真空腔體和吸波材料；聚焦反射面設置在真空腔體內部的一端；饋源喇叭的敞口端設置在真空腔體上遠離聚焦反射面的一端；饋源喇叭的收口端與微波源連接；饋源喇叭的敞口端上設置有介質窗；聚焦反射面的面型為橢球曲面。采用反射面聚焦方式在真空環境中獲得局部高強電磁場的便捷途徑，可有效降低對微波源的功率要求，大幅降低系統重量和造價，可應用于強場作用下的大氣擊穿、設備防護和加固實驗。
【專利說明】
一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波應用【技術領域】，尤其是一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，公知的技術是，現代電子設備在復雜電磁環境的抗干擾能力試驗及相應防護技術研究在設備研制過程中是非常重要的；另外，隨著強電磁脈沖峰值功率水平的不斷提高，在大氣傳輸中出現不同程度的擊穿現象，因此需要在實驗室內構建一種可以模擬真空中高強微波輻射場的局部強電磁場。采用喇叭直接輻射的方式獲得強輻射場要求微波源的功率非常高，系統造價和體積重量都會急劇增加，這是現有技術所存在的不足之處。
【發明內容】
[0003]本發明的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置的技術方案，針對目前已有的裝置對微波源的功率要求高，介質透鏡聚焦重量沉重、成本高昂的缺點，發明了采用反射面聚焦方式在真空環境中獲得局部高強電磁場的便捷途徑，可有效降低對微波源的功率要求，大幅降低系統重量和造價。
[0004]本方案是通過如下技術措施來實現的:一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置，包括有微波源、饋源喇叭、介質窗、聚焦反射面、真空腔體和吸波材料；聚焦反射面設置在設置在真空腔體內部的一端；饋源喇叭的敞口端設置在真空腔體上遠離聚焦反射面的一端；饋源喇叭的收口端與微波源連接；饋源喇叭的敞口端上設置有介質窗；聚焦反射面的面型為橢球曲面。
[0005]作為本方案的優選:所述介質窗的面型為橢球曲面；介質窗曲面與喇叭口面波束的等相位面重合。
[0006]作為本方案的優選:真空腔體的內側壁上設置有吸波材料。
[0007]作為本方案的優選:饋源喇叭的相位心位于聚焦反射面的遠場焦點處。
[0008]作為本方案的優選:饋源喇叭和聚焦反射面共軸。
[0009]作為本方案的優選:真空腔體的形狀為圓柱形。
[0010]本方案的有益效果可根據對上述方案的敘述得知，由于在該方案中本發明利用圓錐饋源喇叭將微波源產生的大功率微波輻射到真空密封腔中，采用面型為橢球曲面的聚焦反射面對微波波束進行反射聚焦，克服了傳統非聚焦裝置對微波源功率需求高和介質透鏡式聚焦裝置介質透鏡重量過重和造價過高的不足；設計時使饋源喇叭的相心位于橢球面遠焦點處，此時輻射波束被聚焦反射面反射后，就可聚焦在近焦點處，形成真空環境下的局部強電磁場，貼附在真空腔內壁的吸波材料吸收聚焦后散射的微波。
[0011]由此可見，本發明與現有技術相比，具有突出的實質性特點和顯著地進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖。
[0013]圖2為本發明的軸線電場分布圖。
[0014]圖中，I為微波源,2為饋源喇叭,3為介質窗,4為吸波材料,5為真空腔體,6為焦斑區域，7為聚焦反射面。
【具體實施方式】
[0015]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0016]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0017]如圖1所示，微波源產生的微波信號經過饋源喇叭輻射后透過介質窗后傳輸到聚焦反射面，聚焦反射面將微波信號聚焦，形成真空環境下的局部強電磁場，貼附在真空腔內壁的吸波材料吸收聚焦后散射的微波。
[0018]饋源喇叭選擇多模喇叭，使輻射出的波束具有旋轉對稱性。
[0019]選擇金屬反射面作為聚焦反射面。
[0020]具體的實施例為:選取微波源的功率為1W，輸出微波頻率為5.76GHz，饋入饋源輻射喇叭；饋源喇叭經過變張角設計使其輻射出旋轉對稱的高斯波束，其_3dB張角約為14--;反射面為橢球曲面，橢球長軸為1.7m，橫向短軸為1.2m，口徑0.72m，焦距為1.25m ;真空腔體容器為鋼制圓柱型，內徑0.75m、長度1.3m,內表面鋪貼橡膠平板吸波材料。
[0021]對上述實施例進行數值仿真后可以得到如圖2所示軸線上的電場強度分布圖，通過圖2可以看到，微波經聚焦反射面反射后，很好的聚焦在焦點處，在焦點處獲得了電場強度高達600V/m的局部強電磁場，表明具有很好的聚焦效果，由于此系統使微波能量集中于局部區域，因此相比于非聚焦系統，其對微波源的功率要求要低很多，由于采用了金屬反射面作為聚焦裝置，相比介質透鏡式的聚焦系統，重量要輕很多，造價也大為降低。
[0022]本發明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權利要求】
1.一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置，其特征是:包括有微波源、饋源喇叭、介質窗、聚焦反射面、真空腔體和吸波材料；所述聚焦反射面設置在設置在真空腔體內部的一端；所述饋源喇叭的敞口端設置在真空腔體上遠離聚焦反射面的一端；所述饋源喇叭的收口端與微波源連接；所述饋源喇叭的敞口端上設置有介質窗；所述聚焦反射面的面型為橢球曲面。
2.根據權利要求1所述的一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置，其特征是:所述介質窗的面型為橢球曲面；介質窗曲面與喇叭口面波束的等相位面重合。
3.根據權利要求1所述的一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置，其特征是:所述真空腔體的內側壁上設置有吸波材料。
4.根據權利要求1所述的一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置，其特征是:所述饋源喇叭的相位心位于聚焦反射面的較遠焦點處。
5.根據權利要求1所述的一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置，其特征是:所述饋源喇叭和聚焦反射面共軸。
6.根據權利要求1所述的一種模擬真空環境中的微波聚焦裝置，其特征是:所述真空腔體的形狀為圓柱形。
【文檔編號】G01R31/00GK104345236SQ201410591349
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】孟凡寶, 閆二艷, 徐剛, 邱風, 馬弘舸, 趙剛, 林江川, 王艷, 陳朝陽, 鐘龍權 申請人:中國工程物理研究院應用電子學研究所