本论文的研究题目是X波段过模波导高功率微波脉冲压缩技术研究。 开展该项研究可以通过功率合成构成输出比单台微波源更大功率的HPM源、为HPM效应和HPM大气击穿研究提供合适窄脉冲HPM源、并能改进现有雷达系统。 本文重点研究过模圆波导腔的脉冲压缩技术。采用储能切换法,利用自击穿气体开关、开展了过模圆柱腔脉冲压缩系统的小信号测试和大功率实验。此外还进行了矩形腔脉冲压缩系统的小信号测试和大功率实验,通过对比验证了过模圆柱腔脉冲压缩系统在功率增益、压缩效率等方面比矩形腔系统更具优越性。 在理论分析工作中,本文利用有耗传输线、微波等效电路、和电磁场的网络矩阵等理论分析了过模圆柱、矩形谐振腔脉冲压缩系统的储能,泄放过程,最终得出了过模圆柱、矩形谐振腔脉冲压缩系统的功率增益与储能效率的公式。然后,通过分析气体开关对脉冲压缩系统的各种影响,并采用修正系数的方法对前面得到的公式加以修正,弥补了原有的理论公式的一些不足之处,进一步完善了对脉冲压缩系统的微波等效电路理论分析过程。 在过模圆柱腔脉冲压缩系统的小信号测试中,所测得轴向过模圆柱腔的最大输入储存因子约为10700。而矩形腔最大输入储存因子约为7000,比过模圆柱腔小许多,通过理论分析验证了过模圆柱腔脉冲压缩系统在功率增益等方面比矩形腔系统更具优越性。 大功率实验中,在X波段,常温常压条件下,过模圆柱腔脉冲压缩系统(输入储存因子为10406)最终达到的主要技术指标为:微波输入功率为50.2kW,脉宽为1μs时,最大输出功率为479kW,输出脉宽为约26ns。最大功率增益为9.4,压缩效率为24.4%。 与之相对比,矩形腔脉冲压缩系统(输入储存因子为4704)最终达到的主要技术指标为:微波输入功率为54.8kW,脉宽为1μs时,最大输出功率为234kW,输出脉宽为约18ns。最大功率增益为4.3,压缩效率为5.6%。因此,从实验上验证了过模圆柱腔脉冲压缩系统在功率增益、压缩效率等方面比矩形腔系统更具优越性。