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矩形孔缝耦合特性实验研究Ξ-强激光与粒子束
第 15 卷 第 12 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 12
2003 年 12 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Dec. ,2003
文章编号 : (2003)
矩形孔缝耦合特性实验研究
周金山 , 刘国治 , 王建国
( 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024)
摘 要 : 对矩形孔缝在微波频率为 2~18GHz 范围内的耦合系数进行了实验研究 ;建立了实验方法和实
验装置。实验结果表明 :对于矩形孔缝 ,当入射电场方向垂直于孔缝长边时 ,在微波波长约等于 2 倍孔缝长度
时 ,发生共振效应 ,在该频率附近一定带宽内耦合系数最大 ,并且在共振频率处存在着场增强效应。
关键词 : 高功率微波 ; 耦合 ; 共振效应 ; 增强效应
中图分类号 : O441. 5 文献标识码 : A
( )
高功率微波 HPM 与目标系统发生作用的第一步是其通过某种途径进入目标系统。目标系统一般都有
金属外壳 ,但是在其上不可避免地存在天线、孔缝和电缆接头等 ,这样 HPM 能量耦合到系统中的渠道有两个 :
一个是所谓的“前门”,即通过天线耦合到系统中去;二是所谓的“后门”, 即通过系统上的孔缝和电缆接头等耦
合到系统中去。耦合进入系统的微波会对系统内的电子设备或器件产生干扰或烧毁。一般讲 ,通过天线的耦
合是强耦合 ,但通道单一 ,耦合系数可以较容易地获得 ,并且相对容易防护。“后门”耦合通常是多通道的 ,耦合
[1~5 ]
过程较复杂。研究表明 ,在某些情况下 ,“后门”耦合会在特定的微波频率下发生共振而引起较强的耦合 。
为了更深入地了解微波的孔缝耦合特性 ,我们分别采用理论、数值和实验方法进行了研究[3~6 ] 。本文从
实验角度研究微波的孔缝耦合 ,建立相应的实验装置 ,并对孔缝在微波频率为 2~18 GHz 范围内的耦合系数以
及金属腔体内的孔缝耦合场分布进行实验研究 ,重点介绍矩形孔缝耦合的耦合特性。
1 实验方法
在 HPM 孔缝耦合研究中 ,主要关心的是耦合到金属壳体内部的微波功率密度和金属壳体外表面的入射
功率密度之比 ,将其定义为耦合系数
( θφ)
P 1 f , r , ,
η( θφ) ( )
f , r , , = 10lg 1
P0 (f )
( ) ( θφ)
式中 : P0 f 为金属腔体面板孔缝处的微波功率密度, 即入射微波功率密度; P1 f , r , , 为金属壳体内测试
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