强激光与粒子束杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

强激光与粒子束 2011年第11期杂志 文档列表

强激光与粒子束杂志高功率微波发展、效应及相关技术

高功率微波对PCB电路系统辐照效应的仿真分析2841-2844

摘要：以实验室自主研发的2维半导体器件-电路联合仿真程序用于分析高功率微波注入下半导体器件的毁伤机理,以此2维半导体器件-电路联合仿真程序为基础加以扩展,添加了电磁波辐照射下微带线的SPICE电路模型。扩展后的程序可以同时用于分析平面波入射下含半导体器件的PCB电路的高功率微波辐照效应和置于带孔缝屏蔽腔中的PCB电路的高功率微波辐照效应。应用此仿真程序分析了一个含有低噪声放大器的简单PCB电路,得到了该PCB电路在不同形式平面波入射下低噪声放大器的烧毁阈值,在该PCB电路置于屏蔽腔中时,低噪声放大器输入端口出现耦合干扰电压情况。

微波混频器高功率微波效应等效电路建立及仿真2845-2849

摘要：利用先进设计系统软件设计并制作了单端混频器电路。开展了高功率微波注入效应实验,获得了一组损伤程度不同的混频器。通过测试二极管的伏-安特性曲线和分析失效机理,用拟合方法建立了损伤二极管的等效电路模型。基于此模型建立了损伤混频器等效电路,并对其被高功率微波损伤前后的输入输出特性进行了仿真计算,其变频损耗与混频器损伤后的实验测试结果相吻合。结果表明：损伤二极管的等效电路模型为在正常二极管结电阻两端并联一损伤等效电阻,其阻值大小反应了混频器的损伤程度,阻值越小,损伤越严重。

9.33 GHz高功率脉冲微波对IAR20鼠肝细胞和L-02人肝细胞增殖的影响2850-2854

摘要：研究了9.33GHz高功率脉冲微波对IAR20鼠肝细胞和L-02人肝细胞增殖的影响,利用噻唑蓝比色法测量细胞增殖并对实验数据进行拟合,得到脉冲个数、场强和脉宽与细胞增殖之间的关系。当脉冲微波场强与脉宽保持不变,脉冲微波细胞效应随脉冲个数呈现非线性的指数递增规律。当脉冲微波的脉冲个数、脉宽一定时,场强越大,细胞增殖被抑制的程度越大;当脉冲个数、场强不变,脉宽越大,细胞增殖受到抑制的作用越明显,即脉冲微波细胞效应与场强和脉宽成正比。相同脉冲微波参量对不同种类细胞增殖的影响是不同的,对IAR20鼠肝细胞的影响比对L-02人肝细胞的影响略大。

微波注入反相器基本电路的非线性效应2855-2860

摘要：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33dBm,频率在3GHz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30dBm,频率在3GHz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40～70ns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。

低剂量电磁辐射对小鼠外周血象的影响2861-2864

摘要：采用功率密度分别为0.625mW/cm2和1.25mW/cm2的电磁波辐照雄性Babl/c小鼠60min,辐照结束后1h,1d,3d,7d,15d,30d分别取小鼠尾静脉血进行血常规检测。结果表明：功率密度为0.625mW/cm2和1.25mW/cm2的电磁辐射导致小鼠的中性粒细胞总数及百分数的增高,辐照后3d,7d,15d最为显著（p≤0.01）;同时引起淋巴细胞数及百分率降低,且同样辐照后3d,7d,15d最为显著（p≤0.01）;辐照对小鼠红细胞及血小板的影响较小;低剂量功率密度的电磁辐照可造成机体白细胞总数、中性粒细胞数的增高、淋巴细胞数量的降低。

低噪声放大器有意电磁干扰效应（英文）2865-2871

摘要：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150～250ns。最后,给出了LNA微波脉冲效应定性物理解释和机理探讨。

强激光与粒子束杂志脉冲功率源及相关技术

Blumlein双极脉冲形成线2872-2876

摘要：为了提高超宽带系统的辐射因子,对超宽带脉冲整形技术进行了深入研究,介绍了采用Blum-lein线产生双极脉冲的高功率双极脉冲产生技术。对采用Blumlein线产生双极脉冲的原理进行了讨论,通过数值模拟分析了影响双极脉冲形成的主要因素。设计了一套Blumlein高功率双极脉冲形成线,在800kV脉冲源上开展了高压实验研究,分析了开关及形成线长度对形双极脉冲的影响。在输入单极脉冲电压为652.0kV、脉宽为2.1ns的情况下,Blumlein双极脉冲形成线可以产生负峰电压为571.9kV、正峰电压为550.4kV、半周期为740ps的双极脉冲,峰-峰值电压是入射脉冲峰值电压的1.72倍,辐射因子为4.54MV。

MV级近方波Marx发生器的设计2877-2880

摘要：分析了Marx发生器与正弦振荡回路组合直接输出方波脉冲的近方波Marx发生器理论,并设计了一个该类型的方波发生器装置。其中,Marx发生器由16个充电电压为100kV、容值为40nF的电容器组成,采用正负充电的S型超前触发回路,正弦振荡回路由5个与Marx发生器同类型的电容器和1个0.5μH的电感组成。通过Spice模拟,在负载为100Ω时,输出脉冲电压为1.1MV,脉宽约300ns。提出了利用Marx发生器触发LC回路的方法,以解决Marx与LC回路的同步触发问题,使输出电压能够有效叠加。

开关火花电阻对脉冲前沿的影响2881-2884

摘要：分析气体火花开关的电阻特性是研究开关能量损耗、电弧通道的热等离子过程、开关间隙绝缘恢复及输出脉冲特性的重要基础。基于气体开关的导通机理,建立了开关导通工作的电路模型,给出了与形成线、传输线联通的开关等效电路和开关电流表达式,分析了开关电感、电阻对电流增长（脉冲前沿）的影响。研究结果表明：对于大间距、高电压气体开关,火花电阻是影响开关输出脉冲前沿的主要因素。

低电感大电流长寿命同轴型电容器2885-2887

摘要：介绍了一种应用于高功率脉冲源的低电感、高通流能力、长寿命的同轴型电容器。通过理论计算,综合考虑电容器的工作电压、电感、通流能力、与开关的连接方式等,确定了电容器的芯子结构、绝缘子结构及电极结构。通过设计实验线路,测试了电容器的电压、电感、通流能力、寿命等参数。实验结果表明：电容器电容量1.5μF,工作电压100kV,工作电流250kA,峰值电流大于300kA,电容器电感小于20nH,储能密度205J/L,工作寿命大于6 000次。

绕制方法对卷绕型带状脉冲形成线输出特性的影响2888-2892

摘要：为了优化卷绕型带状脉冲形成线的输出特性,设计了两种新型的绕制方法,并对制作的带状线进行了模拟研究。结果表明：不同的绕制方法会在一定程度上影响卷绕型带状线内部导体间的耦合特性,进而影响其内部的电磁场分布。设计带状线参数为：延时100ns,阻抗1.1Ω,充电电压25kV,分别研制了不同绕制方法下的卷绕型带状脉冲形成线,并进行了实验研究。结果表明：设计的双平板绕法与传统的三平板绕法制作的带状线输出特性相似;地线间隔绕法制作的带状线上,负载上输出波形得到了明显的改善。实验结果与模拟结果基本一致。因此,根据不同的应用情况,合理选择卷绕型带状脉冲形成线的绕制方法可以改善输出特性、节约成本。

Tesla-PFN型长脉冲功率源加载线的结构设计2893-2896

摘要：为解决Tesla-PFN型长脉冲功率源在高电压下多个加载线串联时加载线之间出现的电磁干扰问题,对一种环形串联加载线的结构进行了优化设计,重点解决了加载线与形成线的阻抗匹配及加载线的高压绝缘问题。优化了过渡段结构,使形成线与加载线阻抗匹配较好,输出脉冲顶部平坦;利用静电场分析软件计算了加载线的电场分布,通过调整屏蔽环的形状和位置使电场分布更加均匀。

细线径螺旋线长脉冲产生技术2897-2900

摘要：提出了双路输出的螺旋脉冲形成线（PFL）结构,该结构内置用于充电的高耦合变压器,在螺旋PFL的两端各自输出一个脉冲,副路匹配输出时主路输出脉冲波形具有良好的平顶品质,主路输出脉冲能量占储能的大部分,解决了Korovin提出的螺旋PFL充电问题。对比分析双路输出的螺旋PFL与SINUS-700/130两种技术路线,结果发现双路输出的螺旋PFL改善了输出脉冲的平顶质量,输出功率提高29%,但是副路输出占用11%的储能,不易充分利用。

强流电子束加速器运行过程电磁辐射的实验研究2901-2905

摘要：强流电子束加速器运行时,临近的计算机和示波器会发生黑屏,这是由于在该过程中产生了较强的电磁辐射干扰。采用实验研究的方法,对实验室研制的强流电子束加速器产生的电磁辐射进行了测量和分析。结果表明：强流电子束加速器产生的电磁辐射主要来源于初级气体开关触发、初级气体开关导通以及气体主开关自击穿导通3个过程。其中,初级气体开关导通时辐射的电磁波强度较大,其强度最大处在与开关相同高度的位置。此外,强流电子束加速器在运行过程中的电磁辐射为低频辐射,主频为21MHz。

大功率固态脉冲形成线研究进展2906-2910

摘要：固态化是脉冲功率技术发展的新趋势。综述了中国工程物理研究院流体物理研究所在大功率固态脉冲形成线方面的研究进展,给出了基于铁电陶瓷及玻璃-陶瓷复合材料的固态脉冲形成线绝缘强度、脉冲放电特性等方面的最新结果。对基于铁电陶瓷及玻璃-陶瓷复合材料的固态脉冲形成线的脉冲特性进行了分析和探索。

体结构GaAs光导开关实验研究2911-2914

摘要：为解决光导开关耐受场强的提高问题,研制了2种体结构光导开关,并进行了实验研究。两种开关均由半绝缘GaAs材料制成,一种尺寸为10.0mm×10.0mm×0.6mm,电极位于10.0mm×10.0mm面上相对位置,电极直径6mm;另一种尺寸为15.0mm×15.0mm×3.0mm,8mm直径电极位于15.0mm×15.0mm面上相对位置。测试了第1种开关在不同半高宽脉冲加载电压下的击穿电压,结果表明其最大耐受电压达7.6kV,击穿电场127kV/cm。对第2种结构测试了开关在直流加载条件下的暗态伏安特性并进行了触发实验,结果表明在15kV工作电压下,其放电最大电流超过3.5kA。

基于高频交流链接技术的串联谐振变换器2915-2918

摘要：提出了一种基于高频交流链接技术的串联谐振变换器,简要分析了该变换器的工作原理及一个周期内的工作过程,给出了变换器的控制方式和控制系统的框图,并进行了仿真和实验验证。实验结果表明,该变换器能够实现网侧电压和电流同相位,且网侧电流谐波含量低,同时串联谐振又具有高效率和恒流特性。因而,变换器具有高功率因数、高效率和低谐波的优点。

20GW/100Hz脉冲功率源研制2919-2924

摘要：20GW/100Hz脉冲功率源是一台基于Tesla变压器技术的重复频率脉冲功率装置,设计功率20GW,脉宽40ns,重频1～100Hz,输出功率及重频指标在一定范围内可调。介绍了20GW/100Hz脉冲功率源的系统构成,电气及结构参数的确定方法,关键部件的工程工艺技术,并分析了关键绝缘部件的电场分布。实验调试结果表明,20GW/100Hz脉冲功率源运行稳定可靠,重频工作时输出电压分散性小于1%,可应用于高功率微波及强流束产生等物理实验研究。