微波注入反相器基本电路的非线性效应

采用理论分析和微波注入实验相结合的方法,分别研究了以74HC04和74LVCU04A两种芯片为核心的反相器基本缓冲及数模转换电路的微波效应问题,通过反相器闩锁过程对非线性扰乱进行了机理分析,并利用微波注入实验详细分析了非线性扰乱效应的微波有效功率阈值及其随频率、脉冲宽度的变化。实验结果表明:在固定环境温度条件下,有效注入功率大于33 dBm,频率在3 GHz以下的微波均可使74HC04效应电路的非线性扰乱强度达到10%以上;有效注入功率大于30 dBm,频率在3 GHz以下的微波均可使74LVCU04A效应电路的非线性扰乱强度达到10%以上。相同非线性扰乱强度的注入有效功率阈值近似随频率的提高而增大。非线性扰乱阈值随注入微波信号脉宽变化明显,拐点为40~70 ns不等,与反相器中的互补型金属氧化物半导体器件寄生三级管的导通电流积累有关。     

全固态脉冲功率源驱动Ka波段相对论返波管振荡器

利用基于SOS的固态脉冲功率源进行了Ka波段相对论返波管振荡器(RBWO)的实验研究。该固态脉冲功率源工作电压200~360 kV,工作电流约2.6 kA,脉宽约20 ns,脉冲上升前沿约9 ns。SOS固态脉冲功率源驱动Ka波段BWO的实验结果为:微波频率36~38 GHz,脉宽约10 ns,峰值功率约50 MW,重复频率10 Hz。     

X波段重复频率GW级超辐射相对论返波管

运用超辐射机理,通过粒子模拟设计了X波段超辐射相对论返波管,并在小型Tesla脉冲源平台上开展了实验研究。通过空间功率积分和直接对辐射微波时域波形的分析得到实验结果:在束压350 kV、束流4.8 kA、脉宽3.1 ns、引导磁场2.2 T条件下,产生的微波辐射功率1.4 GW,中心频率9.36 GHz,脉宽500~700 ps,辐射模式为TE11,能在重复频率100 Hz下稳定运行。功率转换效率超过80%。实验结果与粒子模拟结果比较吻合,成功实现了在短脉冲条件下产生重复频率、亚纳秒脉宽、GW级微波辐射。     

长脉冲相对论扩展互作用腔振荡器的初步研究

提出并研制成功了基于渡越时间效应、并开耦合孔锁定的长脉冲、重复频率运行的相对论扩展互作用腔振荡器(relativistic extended interaction cavity oscillator,REICO).将理论分析、数值模拟和实验研究紧密结合,分析了长脉冲REICO实验中模式竞争和脉冲缩短的根源,提出了开耦合孔的三间隙扩展互作用腔结构,有效抑制了长脉冲束流调制的模式竞争和脉冲缩短问题,使调制束流脉宽由60ns提高到140ns,调制电流幅度由2kA提高到5kA,通过优化REICO参数,使器件的辐射微波功率和效率有了明显提高.采用580kV/4·8kA/210ns/20Hz的电子束驱动S波段REICO,实现了峰值功率大于400MW、频率2·89GHz、脉宽大于160ns、重复频率20Hz的辐射微波稳定输出,功率效率27%,能量效率23%.同时,初步开展了注入微波锁定的REICO研究,也获得了功率大于400MW、脉宽大于100ns的微波辐射.     

低噪声放大器有意电磁干扰效应

 低噪声放大器(LNA)是高功率微波“前门”效应典型薄弱器件之一。通过SPICE效应电路建模、模拟计算和注入实验,研究了LNA在不同微波脉宽、功率参数下其增益压制效应规律。模拟结果与实验数据获得良好一致,表明基于SPICE电路模型微波效应研究方法的有效性。研究表明,LNA增益压制脉宽随注入微波脉冲脉宽的增大具有饱和效应,该饱和值基本等于LNA直流偏置电路RC时间常数,并且出现饱和现象对应注入微波脉宽拐点约为150~250 ns。最后,给出了LNA微波脉冲效应定性物理解释和机理探讨。     

微波脉宽对检波器性能影响的实验研究

 采用脉宽20~120 ns、步长10 ns的微波信号，对WB-CD01型、2087-6001-00型同轴检波器的灵敏度和检波波形进行了实验研究。实验结果表明：脉宽为20~120 ns时，在2.7 GHz频率下，WB-CD01型检波器灵敏度比连续波时的降低0.5~0.7 dB，而2087-6001-00型检波器灵敏度比连续波时的降低近1 dB。在4.1 GHz频率下，WB-CD01型检波器在微波脉宽为20 ns时，检波灵敏度略高于连续波时的近0.2 dB，其它给定脉宽下，检波灵敏度与连续波时的基本一致；2087-6001-00型检波器不同脉冲宽度条件下与连续波时的灵敏度基本一致。WB-CD01型检波器的检波波形前沿出现过脉冲，而2087-6001-00型检波器无此现象。     

集成电路器件微波损伤效应实验研究

 主要介绍了微波脉冲参数变化对集成电路器件微波易损性的影响。实验表明：集成电路器件损伤功率阈值随着微波频率的增加而增大，随着脉冲重复频率的增加而减小。随脉冲宽度的变化较为复杂，总体是随着脉冲宽度的增加损伤功率阈值逐渐降低，但存在一拐点区域（约100ns），在此区域后，脉冲宽度增加但器件损伤功率阈值变化不甚明显。器件损伤功率阈值基本呈正态分布，且方差较小，因此，器件的损伤概率近似于0~1分布。     

L波段微波脉冲对微型计算机的辐照效应实验

 在L波段使用1.3 GHz载波频率的微波脉冲辐照微型计算机主板，通过改变脉冲宽度、重复频率和脉冲串长度等参数，实验研究了微波脉冲辐照导致微型计算机失去响应的功率阈值的变化规律，讨论了L波段微波脉冲辐射的积累效应。实验结果表明：当微波脉冲宽度增加时，微波功率阈值下降；当微波脉冲重复频率升高时，微波功率阈值呈下降趋势；在固定重复频率的条件下，微波脉冲数目的增加也会导致微波功率阈值的下降；微波脉冲功率阈值始终小于连续波微波的功率阈值。当微波脉冲间隔时间较长或者脉冲宽度较宽时，微波功率阈值由单个微波脉冲的参数确定，与脉冲重复频率没有明显关系。利用假设的微波脉冲辐射积累效应，可以定性解释和分析微波脉冲辐照微型计算机实验中功率阈值变化的趋势。     

开孔锁定长脉冲相对论扩展互作用腔振荡器的实验研究

提出并研制成功了开耦合孔锁定的长脉冲、重复频率运行的相对论扩展互作用腔振荡器(REICO)。将数值模拟和实验研究紧密结合,分析了长脉冲REICO实验中模式竞争和脉冲缩短的根源,提出了开耦合孔的三间隙扩展互作用腔结构,有效抑制了长脉冲束流调制的模式竞争和脉冲缩短问题,使调制束流脉宽由60 ns提高到140 ns,调制束流由2 kA提高到5 kA,经过优化REICO参数,使器件的辐射微波功率和效率有了明显提高。采用500 kV/4.2 kA/210 ns/20 Hz的电子束驱动S波段REICO,实现了峰值功率570MW、频率2.89 GHz、脉宽大于160 ns、重复频率20 Hz的辐射微波稳定输出,功率效率27%,能量效率23%。     

X波段GW级长脉冲高功率微波源的设计与实验

通过理论分析指出,单模相对论返波振荡器内的平均场强正比于其工作频率,工作在高频段难以实现长脉冲运行。采用电磁场仿真方法,比较了X波段单模和过模慢波结构的场分布特点,结果表明:增加过模比能有效减小慢波结构表面的射频场强,但由于场分布变化导致场强的减小与过模比的增加相比并不显著。利用过模比约为3的慢波结构设计了一种X波段长脉冲高功率微波源。实验中,在单次运行条件下,输出微波功率达到2 GW、脉宽80 ns;在20 Hz重复频率运行条件下,输出微波功率达到1.2 GW、脉宽100 ns。器件产生的微波频率为9.38 GHz,主模为TM01,效率约24%。微波窗口和慢波结构表面的射频击穿是目前实验中限制微波功率和脉宽增加的关键因素。     

设计和实现三维空间任意庞加莱截平面电路

庞加莱截面法是简化分析复杂动力系统运动状态的有效方法.为实现在线方便观测复杂系统的状态,本文设计并实现了三维任意庞加莱截平面电子电路.文章首先详细分析和研究了设计三维任意庞加莱截平面电路的关键性问题,然后分类设计和实现了物理电路.由于蔡氏电路具有丰富的动力学行为,因此以典型的蔡氏电路作为实验待测动力系统,对设计的截平面电路进行了大量的物理实验,测出了蔡氏电路各种状态下的截平面图,以及同一种混沌状态下选取不同截面的测试实验.实验中采用了两种双踪示波器(模拟示波器和数字示波器)在线实测了庞加莱截平面映射和状态图.与此同时,利用Matlab进行了计算机仿真辅助实验.所有实验结果表明设计的庞加莱截平面电路具有实用性和有效性.     

电磁脉冲对电缆的耦合效应实验研究

 介绍了利用水平极化辐射波电磁脉冲模拟器开展的电缆耦合效应实验研究,具体介绍了实验系统、测量方法。并对常用的同轴电缆分为架高和铺于地面两种状态,芯线与外皮接50W 匹配电阻,外皮分为两端开路、一端接地和两端接地三种情况,分别给出了实验波形及实验数据并用传输线理论进行了分析,实验结果与理论分析基本一致。     

导弹特种车辆行驶操稳性测量系统设计

针对红外热像仪性能检测设备国产化的紧迫需求,设计了检测样机的电路系统。根据红外检测的设计指标要求,提出了测控系统的总体方案,详细介绍了检测系统的硬件电路设计,阐述了红外系统MRTD、NETD等关键指标的测试算法,给出了电路检测软件和维修指导软件的设计方法。实验测试表明,该检测系统电路达到了设计指标要求,已应用于某小型红外系统检测诊断设备中。     

空腔中B-dot的低频响应特性北大核心CSCD

针对空腔中B-dot的频响特性开展了分析。当频率低于一定值时,安装在空腔中的B-dot探头的输出信号存在低频分量增益,可以用一个"负时间常数的RC高通滤波器"描述其频响特性,其本质是低频段为增益的高通滤波器。采用不同等效频率的RLC回路连接安装B-dot的传输线,开展了B-dot探头低频响应的实验研究,结果表明,被测信号等效频率不同时,标定得到的磁通穿透特征时间常数以及互感系数有所不同。因此,为得到正确的修正系数,应当使标定波形的等效频率尽量接近实测波形。     

Circuit model for two-electrode AC discharge

This paper presents a circuit model for a two-electrode AC discharge, which has two electrodes separated from the discharge gap by an insulator. The model consists of a series connection of an equivalent circuit for plasma and two capacitors for insulator. The equivalent circuit for plasma was constructed using the measured electrical properties of a two-electrode DC discharge. The validity of model was checked with experiments on a three-electrode test device; two electrodes exposed to the discharge gap and the other electrode separated from the discharge gap by an insulator. The measured voltages of the test device are compared with those obtained by circuit simulation. For various waveforms, which are being used widely to drive an AC plasma display panel, the results of circuit simulation agree well with experiment.     

边界扫描测试在数字电路自动测试系统中的研究与应用[BT)]

边界扫描测试是当前数字电路模块故障隔离的主要手段,但测试能力受到模块可测试性设计限制,其它方面作用也被忽略。文中对数字电路自动测试系统设计提出了边界扫描测试应用技术,包括系统自检测试,模块功能测试和模块故障隔离。在系统自检测试中应用边界扫描,提高了设备自检故障隔离精度;而对于模块功能测试,边界扫描测试技术提供了一种新的选择;在故障隔离中扩展和延伸应用边界扫描技术,突破了模块自身测试性的限制,提高了边界扫描测试的故障覆盖率和故障隔离精度。通过实际测试验证表明,该设计方法稳定可靠,同时提升了测试系统自身和模块的测试能力和隔离精度。     

光纤接口模块自动测试系统的研究与应用

雷达系统内部含有多种带有光纤接口的数字电路模块,对于这类电路板的测试问题,文中提出了一种构建自动测试系统的通用方法。基于CPCI总线的多功能光纤测试模块作为该测试系统的核心测试部件,对外提供10个可收发的光纤接口,光纤接口数据传输速率可在一定范围内设定,以匹配被测模块的光口速率要求,协议数据包可按用户自定义方式发送和录取,解决了被测模块的多光口测试,光口数据传输速率不统一,数据包格式各不相同的等问题。整个测试过程可由软件控制自动完成。该测试系统能够实现对标准总线和非标准总线的光纤接口雷达数字模块的自动测试,经过实际测试验证表明,该系统运行稳定可靠,提高了武器装备的综合保障能力。     

面向自动测试的集成电路制造装备测试模型

对于典型的集成电路制造装备,提出了一种面向自动测试系统的多层次测试模型;使用层次化建模方法进行建模,将典型集成电路制造装备的测试模型按层次划分为装备级、子系统级和仪器级;利用XML建立了模块化的测试模型的描述,并使用引用的方式实现测试模型的重用;提出了使用时间信息和GUID确定被引用测试模型可用性的算法;该模型被用于具有工艺腔室的典型集成电路制造装备中,提高了测试模型的重用性,并拓展了对不同层次被测对象的测试能力。     

便携式数字B超收发电路的设计与实现

本文通过不同方案对比,综合权衡信号质量、功耗、面积和成本等因素,提出并实现了一种数字化便携式B超的收发电路设计。在总体结构的基础上,重点分析、介绍了高压开关、收发隔离选通和控制逻辑部分的设计方案,并给出了初步测试和实验结果。设计及测试结果表明设计的便携式B超前端收发电路具有体积小、结构简单、通道一致性好等优点,具有较高的信号质量及较低的信号失真度,并保持较低的功耗,能够实现编码发射;达到了设计目标。     

Perturbed Arcs in Turbulent Axial Gas Flow IV. Thermal Reignition Experiments

By means of the short-circuiting of electric arcs burning in turbulent axial gas coolant flow and their reaction on a (recovering) voltage ramp the reignition in circuit breakers is modelled. Strong stochasticity of thermal reignition is demonstrated even under relatively weak conditions. Channels or nozzles showing flow detachment are further deteriorated by that. Corresponding low-current test experiments are recommended for in-scale circuit breaker development tests.