高功率宽谱电磁脉冲辐射效率与脉冲驱动源参数的规律性研究

高功率宽谱电磁脉冲的辐射效率问题极大地制约了该技术的潜在应用需求与发展。本项目针对该问题，通过采用理论分析、数值计算结合实验验证的方法开展高功率宽谱电磁脉冲辐射效率与脉冲驱动源参数的规律性研究。具体探究高功率宽带天线电磁脉冲辐射强度与高压脉冲上升前沿、平顶脉宽、下降后沿、不同脉冲类型、不同调制频率及天线工作频率等参数之间的关系，阐释高功率宽谱电磁脉冲辐射效率与高压脉冲驱动源参数之间的规律性认识，最终寻求到一种易于工程实现的有效方法（改善高压脉冲源）大幅提高高功率宽谱电磁脉冲辐射效率。该问题的研究解决将为高功率宽谱电磁脉冲技术的应用需求与发展奠定基础并产生极大推动作用，对促进完善高功率微波技术的发展也具有重要意义。

目前高功率宽谱电磁脉冲研究中欠缺对其辐射效率影响因素的探讨，因其辐射效率低下，极大地制约了该项技术的潜在应用与发展。依据本项目申请书中拟定的研究内容与年度研究计划开展了相应研究工作。主要完成了脉冲信号参数、天线工作频率等因素对宽谱电磁脉冲辐射强度影响的数值仿真与初步实验验证研究，以及不同类型单脉冲信号辐射电磁脉冲特性的数值仿真研究，同时完成了对改进高压脉冲源有效方法的初步探索。通过上述研究内容的完成，取得了如下研究成果：（1）给出了脉冲信号各参数对宽谱电磁脉冲辐射效率的影响规律——脉冲上升前沿越快，辐射出的电磁脉冲强度越强，脉冲下降后沿也能参与辐射，其辐射规律与脉冲前沿类似，但脉冲平顶脉宽不参与电磁辐射，并从理论上对该规律进行了阐释；（2）初步给出了适于宽谱电磁脉冲辐射的脉冲类型并阐释了天线工作频率对宽谱电磁脉冲辐射强度的影响规律——即天线工作频率越低，对应的电磁脉冲辐射强度越强；（3）初步探索出一种易于工程实现改进高压脉冲源的有效方法，大幅提高了宽谱电磁脉冲辐射强度。通过该项目的研究，明晰了高功率宽谱电磁脉冲辐射效率与高压脉冲源各参数、辐射天线工作频率间的规律关系，为后续高功率宽谱电磁脉冲的应用研究与发展奠定了技术基础。