跨波段调谐磁绝缘线振荡器研究

With the advantages of high-power output, no magnetic field and compact configuration, magnetically insulated transmission line oscillator (MILO) is one major hotspot in the field of high power microwave (HPM) source research at present. Traditional MILO cannot adjust its output frequency. With the development of theory and applied research, broadband frequency tunning has become one of the most important development direction of MILO..This project puts forward a cross-band tunable MILO (CTMILO). its technique scheme is as follows: the tunning mechanism is added to the traditional MILO, which can change the outer radius of the slow wave structure (SWS), and consequently change the microwave frequency. The project is intended to investigate the physical and technical problems of frequency tunning, and develop a CTMILO. Theoretical analysis, simulation results and preliminary experiment all demonstrate that the proposed CTMILO has great frequency tunning performance. The experimental aims are: CTMILO can generate microwave, with peak microwave power of above 5 GW, pulse width of above 50 ns and maximum power efficiency of about 20%, frequency tunning range of 1.5-2.3GHz, and 3dB frequency tunning bandwidth of above 40%.

磁绝缘线振荡器(MILO)是当今高峰值功率、无磁场、紧凑型高功率微波产生器件的典型代表，也是当前高功率微波产生器件的研究热点之一。传统MILO输出的微波频率不可调。随着MILO理论与应用研究的发展，大范围频率调谐已成为其重要发展方向之一。.本项目首次提出了一个跨波段调谐MILO模型。技术方案为：在传统MILO的基础上增加调谐机构来改变慢波结构的外径，从而改变MILO产生的微波频率，构成一个跨波段调谐MILO。本项目以研究频率调谐MILO相关的物理与技术问题、研制一个跨波段调谐MILO为核心研究目标。理论分析、模拟研究和初步实验结果表明：所提出的频率调谐MILO具有很好的频率调谐特性。实验研究目标为：调谐范围内最大微波功率大于5GW，脉宽大于50ns，最大功率效率~20%，输出微波调谐范围1.5-2.3GHz，3dB调谐带宽大于40%。

磁绝缘线振荡器（Magnetically insulated transmission line oscillator，MILO）是一种重要的无外磁场高功率微波源，具有结构紧凑、输出微波功率高、运行稳定、频率单一等优点，是当前国内外高功率微波源研究的热点之一，也是最具军事应用前景的高功率微波源之一。当前国内外典型MILO装置输出的微波频率单一且不可调。这是影响MILO 装置应用进程的一个最重要的因素。开展跨波段频率调谐MILO研究，提高MILO装置的频率调谐带宽是一个十分必要而又非常迫切的研究课题。.本项目首次提出了一个跨波段调谐MILO模型。项目以研究频率调谐MILO相关的物理与技术问题、研制一个跨波段调谐MILO为核心研究目标，通过理论、仿真与实验研究，研制了一个具有跨波段调谐能力的高功率、高效率MILO。在实验研究中，所研制MILO的频率调谐范围为1.495-2.315GHz，3dB调谐带宽为43%, 调谐范围内最大微波功率大于6GW，最大脉宽大于60ns，最大功率效率大于21%。.项目研究结果对于推动MILO 研究的基础理论创新、推进MILO 研究的核心技术突破和促进MILO 工程实践研究的技术升级都具有重要的科学意义。同时，这一基础理论研究也有利于促进频率调谐MILO 装置的研制，对于推进我国高功率微波系统的工程化应用进程具有重要意义。