测量介质微波吸收的实验研究

利用微波分光仪测量介质板的微波吸收系数,考虑了接收器和介质板对微波的反射影响.沿波传播方向移动介质板的位置来测量微波强度的极大值和极小值,以它们的平均值作为透射波的强度.还考虑了介质板两个界面的反射对入射波强度的影响.     

用共振干涉法测定微波波长

在微波分光计上,可用几种方法测定微波波长,其中共振干涉法是在分光计小平台上放置一块介质板,当板沿轴向移动时,与接收器相连接的微安表的指示,将作周期性变化,测出相邻的几个极大(或极小)值的位置,便可确定微波波长。我们考虑到介质板与接收器之间二次反射影响,用电磁理论推导出共振干涉法测量波长的理论依据,并给出实验结果。     

利用半透平板测量微波波长

在微波接收器前放置板面垂直于波传播方向的半透平板,沿波传播方面移动板的位置可以测量微波的波长,测量结果与用迈克孙干涉法测量的结果相同。     

微波光学综合实验仪上的驻波探讨

通过对DHMS-1微波光学综合实验仪不同分光板与接收器之间驻波比的测量,定性地讨论了不同材料对电磁波反射的影响,并利用两者之间的行驻波简便地测量了电磁波的自由空间波长,与实际值相比基本吻合.     

介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响

以介质填充的平行板放电结构为例,本文主要研究了介质填充后微波低气压放电和微放电的物理过程.为了探究介质材料特性对微波低气压放电和微放电阈值的影响,本文采用自主研发的二次电子发射特性测量装置,测量了7种常见介质材料的二次电子发射系数和二次电子能谱.依据二次电子发射过程中介质表面正带电的稳定条件,计算了介质材料稳态表面电位与二次电子发射系数以及能谱参数的关系.在放电结构中引入与表面电位相应的等效直流电场后,依据电子扩散模型和微放电中电子谐振条件,分别探讨了介质表面稳态表面电位的大小对微波低气压放电和微放电阈值的影响.结果表明,介质材料的二次电子发射系数以及能谱参数越大,介质材料的稳态表面电位也越大,对应的微波低气压放电和微放电阈值也越大.所得结论对于填充介质的选择有一定的理论指导价值.     

抑制地面反射影响的高功率微波辐射场测量方法

在对空气-地面分层媒质中微波传播与反射理论分析的基础上,研究了地面反射对测点处不同垂直高度电场分布的影响,推导得到了电场分布随垂直高度变化曲线的振荡周期理论计算公式,针对高功率微波源总功率测量,提出了一种双天线阵列抑制地面反射影响的高功率微波辐射场测量方法,通过数值计算、低功率连续波实验、大功率短脉冲实验等进一步验证了理论公式的正确性,以及双天线阵列抑制地面反射影响方法的可行性。结果表明,与单接收天线相比,双天线阵列法可将地面反射影响由原有的4dB降低至0.6dB以下,从而有效减小了高功率微波辐射场的测量不确定度,为高功率微波源总功率准确测量奠定了基础。     

微波椭偏法测量不透明材料的厚度

在传统的激光椭偏法测量厚度的基础上,用微波取代激光测量了不透明材料的厚度.分析了偏转角及反射干扰产生的误差,并提出了修正方法.测量结果表明:该方法可以比较精确地测量铝板和塑料板的厚度;由于散射的影响,表面磨砂的有机玻璃板的厚度测量误差很大.     

微波反射特性测量实验的研究

利用普通微波分光仪研究微波的反射特性,能够测量出不同材料和不同厚度平板在不同入射角时对微波的反射强度.原理直观,物理规律明显,简单且实用.     

用于微波电子枪的双重入腔及其阴极结构

介绍一台用于热阴极微波电子枪的双重入驻波腔及其阴极结构．根据微波枪束品质要求，首先定出腔体基本参数，然后报告了腔形、场分布、谐振频率、耦合度等的设计考虑，并给出腔体测量结果，最后介绍了阴极结构的设计．     

8 mm微波反射成像系统准光结构

微波反射成像（MIR）是等离子体湍流扰动诊断中的一种重要手段，它注重于测量高时空分辨力的二维/三维分布，实现等离子体空间湍流结构的可视化实时观测，以获得更为准确的物理信息。针对等离子体诊断要求，结合托卡马克HL-2A装置的参数,对具有准光结构的8 mm微波反射成像系统进行了理论计算和仿真设计，设计出一套准光系统，为指导微波反射成像的系统设计奠定基础。     

一种用于高功率微波合成的X波段双色板

在数值模拟的基础上,设计了一种用于高功率微波合成的X波段同频带双色板。微波斜45°入射时,该双色板在9 GHz到9.3 GHz内反射效率大于99%,在9.7 GHz到10 GHz内传输效率大于99%,可以用于实现两路高功率微波的同极化合成。利用电磁场全波分析软件,建立了双色板数值模型,分析了该双色板的场增强因子和功率容量问题。     

用于气体激光器的双T及行波微波谐振放电腔

提出并分析了两种用于微波泵浦气体激光器的微波谐振放电腔结构，一是双Ｔ谐振腔，一是行波共振腔。其特点是共振增强微波电场的场强和消除微波输入端的反射。特别是行波共振腔，由于消除了驻波状态，可以获得非常均匀的放电，这对改善激光器性能是非常重要的。     

X波段百兆瓦级高功率微波合成器设计及实验研究

介绍了一种极化正交全耦合型高功率微波(HPM)合成器,其主要用途是实现两路HPM分时共用一个天线辐射.合成器主要由输入段、耦合段及输出段三部分组成,利用该合成器能够实现一个吉瓦级HPM脉冲序列和一个百兆瓦级HPM脉冲序列由一个公共端口共同输出.合成器输入段有与主通道及副通道相连的两个输入端口,合成器的主通道与公共输出口直接相连,副通道利用连续长缝结构将能量耦合进入主通道经公共输出口输出.利用数值模拟方法对合成器进行了优化设计,合成器主通道的能量传输效率可达99%以上,副通道的能量耦合效率可达96%以上.建 关键词： 高功率微波 合成器 耦合波     

量子微波制备方法与实验研究进展

量子微波信号既保留了经典微波信号的空间远距离传播能力,又具有非经典的量子特性,为微波频段量子通信、量子导航及量子雷达等基于大尺度动态空间环境无线传输的量子信息技术提供了可资利用的重要信号源.按照腔量子电动力学系统、超导电路量子电动力学系统和腔–光(电)–力学系统三大类型实验平台,归纳、分析了微波单光子、纠缠微波光子以及压缩微波场和纠缠微波场的产生原理、方法和相关典型实验的进展,并探讨了非经典微波场在量子导航等自由空间传输系统应用中需重点解决的若干关键问题.     

Powerful electromagnetic millimeter-wave oscillations produced by stimulated scattering of microwave radiation by relativistic electron beams

The stimulated scattering of electromagnetic waves in microwave generators, in which a high-current electron beam excites either a backward wave (BWO) or a quasi-critical frequency wave (orotron) is investigated experimentally. The scattering occurs at the same electron beam and the high-frequency feedback is provided by the inhomogeneities of the electrodynamic system of the microwave generator itself. A power of several tens of megawatts has been achieved in the 3-mm range. The mode selection permitted to obtain single-mode scattering.     

微波光学组合实验中大角度入射时反射波波强极大方向的确定

利用PASCO微波光学组合实验装置,分析了微波大角度反射偏离反射定律的原因,给出了可视为大角度入射时的最小入射角,定量地计算了大角度入射时微波反射波极大时的反射角.     

充空气的同轴慢波结构高功率微波器件粒子模拟

 粒子模拟了电子碰撞空气产生的等离子体对同轴慢波结构高功率微波器件的影响，并且在充空气条件下对器件结构参数进行了进一步优化。模拟表明，气压越高，产生的二极管电流越大，二极管电压越低，频率越低。等离子体离子对电子束的空间电荷中和及等离子体电子对微波的能量吸收共同影响输出微波功率的大小。在一定的气压范围内，提高气压能够提高输出功率，此时等离子体离子对电子束的空间电荷中和起主导作用。气压高于一定值时，所产生的等离子体电子强烈吸收微波，输出功率迅速下降，甚至引起脉冲缩短。此外，由于等离子体的存在，器件最佳相互作用区长度以及最优端面反射系数均有可能发生改变。最后还对慢波结构周期数以及漂移段长度等进行了研究，优化的器件内、外导体周期数为11和8.5，慢波结构前端以及内外慢波结构末端分别接4, 17和2 mm的漂移段，在气压4 Pa下获得了1.64 GW的输出功率，效率39%。     

微波晶体检波二极管检波特性的分段定标

本文阐述了利用驻波法对微波晶体检波二极管进行分段定标的方法。利用线性回归法将微波测量系统中驻波幅度自波节到波腹进行分段定标,得到每段的检波律。     

无工质微波推力器推力测量实验

基于经典的电磁学理论, 本文建立了一套新概念空间推进装置-----无工质微波推力器系统, 这套装置可以直接把微波辐射能转换为推力而不需要任何推进介质. 与传统的空间推进装置不同, 该系统可以避免携带庞大的推进剂储箱并消除羽流对航天飞行器的污染. 该系统由集成在一起的圆台微波谐振腔、 微波源和负载组成, 其中微波源产生的微波辐射能被输入到圆台微波谐振腔内并形成纯驻波与电磁压强梯度, 从而沿圆台微波谐振腔轴线方向形成净推力. 本文根据随遇平衡原理, 通过克服推力器本身的自重和刚性阻力, 成功地测量出无工质微波推力器产生的净推力. 结果表明: 基于经典电磁学理论建立的无工质微波推进系统可以产生净推力; 当微波源输出2.45 GHz, 80---2500 W的微波功率时, 推力器产生的推力分布在70---720 mN范围内, 测量总误差小于12%.