4-39  HPM脉冲压缩双路并联功率合成实验

和天慧  金  晓  黎  明  张  鹏  杨兴繁  程  云  陈天才  沈旭明  刘  婕

2002年初在HPM脉冲压缩实验中用微波自击穿开关和储能切换法脉冲压缩技术获得了功率339 MW，脉宽11.4 ns，功率增益79.5倍，重复频率12.5 Hz的微波脉冲输出。为了进一步提高脉冲压缩系统的稳定性和输出功率水平，提出了HPM脉冲压缩双路并联功率合成的最新方法，在2004年内进行了实验系统的调试及初步的实验研究工作。

脉冲压缩双路并联功率合成实验系统采用直接输入型双腔矩形波导腔。通过分析和计算，得到了幅度、相位均有离散时脉冲压缩并联合成系统的合成效率。

本征频率的测量是利用网络分析仪通过测量储能腔的S₁₁参量来获得。储能腔的本征频率f=1 298.65 MHz。耦合孔好之后测得的储能腔固有品质因数Q₀=12 456。

在确定好储能腔耦合孔尺寸后，调整了储能腔两个输出支路间隔的尺寸及储能腔的尺寸，保证了储能腔储能阶段H-T口的泄露最小、储能腔储能达到最大。

实验中储能谐振腔中充0.5 MPa的N₂，使用的微波工作频率为1 299.521 MHz，微波源重复频率为6 Hz，经测量，单路脉冲及合成脉冲的脉冲宽度约为20 ns，合成脉冲的峰值功率为472 MW，合成效率约为80%。

通过反复的实验研究，已经初步掌握了利用双路脉冲压缩合成产生高功率微波的技术问题。下一步将更换新的20 MW微波功率源，以提高输入微波功率，并改进现有双路并联合成的实验系统，使得双路并联合成输出功率进一步提高。