【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于微波、毫米波真空器件，具體涉及一種基于回旋行波管實現(xiàn)具有高超噪比以及寬帶特性的隨機噪聲源。
技術(shù)介紹
1、噪聲源是指在特定頻率范圍內(nèi)人為產(chǎn)生功率譜平坦、幅度隨機變化的噪聲生成儀器，其在系統(tǒng)噪聲系數(shù)測量、噪聲雷達(dá)系統(tǒng)、目標(biāo)檢測和成像、電磁干擾和安全通信等方面都具有廣泛的應(yīng)用。目前噪聲的產(chǎn)生主要有熱力學(xué)、電子學(xué)和光子學(xué)的三種技術(shù)方案。常用的噪聲源包括冷熱負(fù)載噪聲源、有源冷噪聲源、氣體放電噪聲源、飽和真空二極管噪聲源、固態(tài)噪聲源、光子噪聲源等。然而，這些噪聲源難以滿足雷達(dá)和遠(yuǎn)距離通信對更高功率、更高效率的要求。
2、基于電子回旋脈塞機理的回旋行波管能夠?qū)崿F(xiàn)百kw量級的高功率、寬帶寬、高頻率微波放大，使得其頗具成為寬帶高功率噪聲源的潛力。然而，在傳統(tǒng)的回旋行波管中，噪底信號增益通常都較低以維持較高的信噪比。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題：傳統(tǒng)噪聲源功率較低，難以滿足噪聲雷達(dá)和遠(yuǎn)距離通信對噪聲功率的需求。針對該問題，本專利技術(shù)提出了一種高功率寬帶隨機噪聲源。該噪聲源利用介質(zhì)加載回旋行波管產(chǎn)生極寬譜噪底信號，再結(jié)合布拉格濾波器對其反射濾波，最后生成高功率、高平坦度、寬頻譜的隨機噪聲信號。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，包括：介質(zhì)加載回旋行波管、布拉格濾波器。
4、所述介質(zhì)加載回旋行波管，通過增加介質(zhì)加載電路的軸向長度，以產(chǎn)生寬譜的噪底信號。
5、所述
6、進(jìn)一步地，當(dāng)介質(zhì)加載回旋行波管工作在ku波段時，所述介質(zhì)加載電路的軸向長度取值范圍為400mm～600mm。
7、進(jìn)一步地，所述布拉格濾波器，包括主波導(dǎo)、以及加載于主波導(dǎo)上的非周期性圓柱形柵齒結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)更好的通帶傳輸和更低的阻帶傳輸。
8、進(jìn)一步地，所述布拉格濾波器，通過第一漸變波導(dǎo)與收集級連接，通過第二漸變波導(dǎo)與輸出窗連接。
9、進(jìn)一步地，所述主波導(dǎo)的半徑r1為(1～1.3)r0，r0為介質(zhì)加載電路的波導(dǎo)半徑；將主波導(dǎo)的半徑設(shè)置在該范圍內(nèi)，目的是截止低頻阻帶內(nèi)的微波傳輸。
10、進(jìn)一步地，所述非周期性圓柱形柵齒結(jié)構(gòu)中的各柵齒結(jié)構(gòu)沿軸向的長度不完全相同，半徑也不完全相同，且所有柵齒結(jié)構(gòu)的半徑取值范圍在(1～1.5)r1。
11、進(jìn)一步地，所述第一漸變波導(dǎo)和第二漸變波導(dǎo)滿足切比雪夫曲線，以實現(xiàn)微波的低反射傳輸。
12、本專利技術(shù)的工作原理如下：
13、本專利技術(shù)設(shè)計的一種具有高超噪比的新型寬帶隨機噪聲源，以介質(zhì)加載回旋行波管作為主體結(jié)構(gòu)。在無輸入微波信號的情況下，磁控注入電子槍發(fā)射的回旋電子注在加長的損耗介質(zhì)加載電路中進(jìn)行預(yù)群聚并激勵起寬譜的噪底信號；然后在非線性注波互作用電路中，預(yù)群聚結(jié)束的電子注將對噪底信號進(jìn)行高功率微波放大，此時，被放大的寬譜噪底信號為一個高功率、低超噪比平坦度的寬譜噪聲信號；該噪聲信號進(jìn)入布拉格濾波器時，特定波長的微波(即需要頻帶內(nèi)的噪聲信號)將透射出輸出窗進(jìn)行微波輸出，其余波長的微波將反射回到損耗介質(zhì)加載電路被衰減陶瓷所吸收。因此，介質(zhì)加載回旋行波管所產(chǎn)生的噪底信號借助布拉格濾波器的作用可以實現(xiàn)濾波和一定程度的功率均衡，從而輸出寬頻譜、高功率、高平坦度的隨機噪聲。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)主要具有下述優(yōu)點：
14、本專利技術(shù)實現(xiàn)了一種具有高超噪比的新型寬帶隨機噪聲源，利用回旋行波管放大微波的高功率、高頻率、寬帶寬特點，可以放大噪底信號來產(chǎn)生高功率噪聲信號。同時加載布拉格濾波結(jié)構(gòu)對該噪底信號進(jìn)行濾波和功率均衡，從而實現(xiàn)高功率、寬頻譜、高平坦度的隨機噪聲信號輸出，有效提高了現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生噪聲信號的輸出功率。
15、本專利技術(shù)中布拉格濾波器集成到了介質(zhì)加載回旋行波管中，使得整體系統(tǒng)更為緊湊和一體化。
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1.一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，包括：介質(zhì)加載回旋行波管、布拉格濾波器；
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，當(dāng)介質(zhì)加載回旋行波管工作在Ku波段時，所述介質(zhì)加載電路的軸向長度取值范圍為400mm～600mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，所述布拉格濾波器，包括主波導(dǎo)、以及加載于主波導(dǎo)上的非周期性圓柱形柵齒結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，所述布拉格濾波器，通過第一漸變波導(dǎo)與收集級連接，通過第二漸變波導(dǎo)與輸出窗連接。
5.如權(quán)利要求4所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，所述主波導(dǎo)的半徑R1為(1～1.3)R0，R0為介質(zhì)加載電路的波導(dǎo)半徑。
6.如權(quán)利要求5所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，所述非周期性圓柱形柵齒結(jié)構(gòu)中的各柵齒結(jié)構(gòu)沿軸向的長度不完全相同，半徑也不完全相同，且所有柵齒結(jié)構(gòu)的半徑取值范圍在(1～1.5)R1。
7.如權(quán)利要求4-6任
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，包括：介質(zhì)加載回旋行波管、布拉格濾波器；
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，當(dāng)介質(zhì)加載回旋行波管工作在ku波段時，所述介質(zhì)加載電路的軸向長度取值范圍為400mm～600mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，所述布拉格濾波器，包括主波導(dǎo)、以及加載于主波導(dǎo)上的非周期性圓柱形柵齒結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種具有高超噪比的寬帶隨機噪聲源，其特征在于，所述布拉格濾波器，通過第一漸變波導(dǎo)與收...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉國，曹英健，王宇，王瑋杰，蔣偉，姚葉雷，王建勛，羅勇，
申請(專利權(quán))人：電子科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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