【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器及方法，屬于高功率微波。
技術介紹
1、高功率微波產生器是高功率微波武器系統的核心部件，目前應用較為廣泛的高功率微波產生器包括切倫科夫型器件、渡越時間振蕩器、虛陰極振蕩器等。其中，切倫科夫型高功率微波產生器具有結構緊湊、功率容量大、轉換效率高等優勢，是當前最具應用潛力的高功率微波產生器之一。切倫科夫型器件利用脈沖功率源產生的高壓脈沖驅動真空二極管的環形爆炸發射陰極產生強流相對論電子束，相對論電子束在軸向外加磁場的引導下通過高頻結構，并與其中的電磁波相互作用產生高功率微波；相互作用后的電子束能量沉積在收集極上，產生的高功率微波經模式轉換器、饋源喇叭、介質窗等傳輸輻射組件向大氣輻射。
2、為滿足高功率微波武器更強毀傷能力的需求，切倫科夫型高功率微波產生器的微波輸出功率、轉換效率、微波頻率和脈沖能量需進一步拓展。隨著切倫科夫型器件向更高功率、效率和微波頻率發展，器件高頻結構內部的電磁場將進一步增強；而隨著切倫科夫型器件向更長脈沖寬度和更大脈沖能量發展，強電磁場存在的時間也將更長。此時，器件高頻結構內部發生強電磁場真空擊穿的風險將顯著升高。強電磁場真空擊穿是指切倫科夫型高功率微波產生器的高頻結構內部在強微波場作用下發展起來的一種等離子體擊穿現象。強電磁場真空擊穿不僅會對切倫科夫型器件的微波產生造成直接影響，導致高功率微波的脈沖縮短和頻率漂移，還會導致金屬內壁結構損傷，嚴重制約器件的工作性能和使用壽命。當切倫科夫型高功率微波產生器輸出功率較低或運行脈沖數目較少時，此時結構
3、為了研究擊穿損傷的形成物理機理，研究人員提出將切倫科夫型高功率微波產生器擊穿損傷痕跡置于掃描電子顯微鏡下，實現對擊穿損傷痕跡微觀形貌的觀察，進而分析研究擊穿損傷痕跡的產生機理和強電磁場真空擊穿的形成過程。然而，切倫科夫型高功率微波產生器管體半徑和長度一般遠大于掃描電子顯微鏡置物臺尺寸，因此需要對切倫科夫型器件管體多次線切割后才能得到可放入掃描電子顯微鏡置物臺的樣品，從而才可實現對切倫科夫型高功率微波產生器工作表面擊穿損傷痕跡面微觀形貌的觀察。然而，在線切割過程中，被切割材料局部達到自身熔點后將導致大量液滴濺射并飛落到附近工作面，液滴冷卻后將與工作面形成穩定結合。因此，經線切割處理后的切倫科夫型器件工作面會變得毛糙不平，手感類似砂紙。此時金屬材料表面粘附了大量球狀或圓盤狀、尺寸在μm到數百μm量級的顆粒；且粘附顆粒與工作面形成了穩定結合，難以通過超聲清洗等手段清除。大量粘附顆粒的存在嚴重干擾了高功率微波實驗后對切倫科夫型高功率微波產生器擊穿損傷痕跡原始形貌的觀察。因此對其提出改進。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為解決
技術介紹
中存在的上述問題，提供一種便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器及方法。
2、本專利技術實現上述目的，采取的技術方案如下：
3、便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，包括高頻結構；所述高頻結構包括套筒；所述套筒內設置有分體式慢波結構，套筒的外部設有外筒；所述外筒的內壁上固定連接有密封圈，外筒的一側固定連接有限位環；所述限位環的內壁上通過螺紋與空心圓波導連接；所述外筒的另一側內壁上設有與其中心軸平行的豎槽以及與豎槽連通的環形槽；所述豎槽、環形槽內設有與其滑動配合的滑塊，所述滑塊固定連接在滑筒的外壁上；所述滑筒與套筒、外筒之間的空隙滑動配合，且滑筒的內壁上通過軸承連接有限位環。
4、便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器的使用方法，所述使用方法包括以下步驟：
5、步驟一：將多個慢波結構環進行組裝，形成可用的切倫科夫型高功率微波產生器；
6、步驟二：利用裝配好的切倫科夫型高功率微波產生器開展高功率微波實驗；
7、步驟三：在高功率微波實驗后，對分體式慢波結構進行拆解；
8、步驟四：將慢波結構環置于掃描電子顯微鏡和能譜儀的樣品臺，基于掃描電子顯微鏡和能譜儀的微觀形貌表征。
9、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術通過多個慢波結構環組成分體式慢波結構可以在不破壞金屬結構的前提下實現對切倫科夫型器件工作表面擊穿損傷痕跡微觀形貌和元素成分的觀察檢測，不僅具有成本低廉、操作簡單等突出優勢，而且在安裝過程中可以有效避免空心圓波導、限位環之間壓力過大導致位于二者之間的慢波結構環形變，進而影響實驗結果的情況發生。
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1.便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：包括高頻結構(6)；所述高頻結構(6)包括套筒(5)；所述套筒(5)內設置有分體式慢波結構，套筒(5)的外部設有外筒(1)；所述外筒(1)的內壁上固定連接有密封圈(13)，外筒(1)的一側固定連接有連接環(14)；所述連接環(14)的內壁上通過螺紋與空心圓波導(2)連接；所述外筒(1)的另一側內壁上設有與其中心軸平行的豎槽(11)以及與豎槽(11)連通的環形槽(12)；所述豎槽(11)、環形槽(12)內設有與其滑動配合的滑塊(32)，所述滑塊(32)固定連接在滑筒(3)的外壁上；所述滑筒(3)與套筒(5)、外筒(1)之間的空隙滑動配合，且滑筒(3)的內壁上通過軸承連接有限位環(31)。
2.根據權利要求1所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：所述分體式慢波結構由多個的慢波結構環(4)組成。
3.根據權利要求2所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：所述慢波結構環(4)的外徑與套筒(5)的內徑相等。
4.根據權利要求1-3所述的便于擊穿損傷痕
5.根據權利要求4所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：所述空心圓波導(2)、限位環(31)分別抵靠在分體式慢波結構的兩端。
6.根據權利要求5所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：所述限位環(31)與分體式慢波結構接觸時，滑塊(32)可滑入環形槽(12)內。
7.根據權利要求6所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：所述限位環(31)的外側設有弧形槽(33)，弧形槽(33)內設有可轉動的弧形拉桿(34)。
8.根據權利要求7所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：包括高頻結構(6)；所述高頻結構(6)包括套筒(5)；所述套筒(5)內設置有分體式慢波結構，套筒(5)的外部設有外筒(1)；所述外筒(1)的內壁上固定連接有密封圈(13)，外筒(1)的一側固定連接有連接環(14)；所述連接環(14)的內壁上通過螺紋與空心圓波導(2)連接；所述外筒(1)的另一側內壁上設有與其中心軸平行的豎槽(11)以及與豎槽(11)連通的環形槽(12)；所述豎槽(11)、環形槽(12)內設有與其滑動配合的滑塊(32)，所述滑塊(32)固定連接在滑筒(3)的外壁上；所述滑筒(3)與套筒(5)、外筒(1)之間的空隙滑動配合，且滑筒(3)的內壁上通過軸承連接有限位環(31)。
2.根據權利要求1所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功率微波產生器，其特征在于：所述分體式慢波結構由多個的慢波結構環(4)組成。
3.根據權利要求2所述的便于擊穿損傷痕跡原位表征的高功...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚弄潮，陳開果，張珅，劉統，呂中良，趙子甲，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科技大學，
類型：發明
國別省市：
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