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多脉冲重复发射微波电子战壕

阅读:797发布:2020-07-06

专利汇可以提供多脉冲重复发射微波电子战壕专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型为一种 微波 电子 战壕装置,涉及到微波在军事领域中的应用。该多脉冲重复发射微波电子战壕包括高功率脉冲源、强流电子束发生器、高功率微波源、定向 辐射 天线,高功率脉冲源的输出端接强流电子束发生器的输入端,强流电子束发生器的输出端接高功率微波源的输入端,高功率微波源的输出端接定向辐射天线的输入端,定向辐射天线输出的 能量 射向需拦截的目标。多脉冲重复发射微波电子战壕可用于保护重要的指挥中心,利用 微波能量 建立一个电子战壕。,下面是多脉冲重复发射微波电子战壕专利的具体信息内容。

1、多脉冲重复发射微波电子战壕,其特征在于包括高功率脉冲源(1)、强流电子束发生器(2)、高功率微波源(3)、定向辐射天线(4),高功率脉冲源(1)的输出端接强流电子束发生器(2)的输入端,强流电子束发生器(2)的输出端接高功率微波源(3)的输入端,高功率微波源(3)的输出端接定向辐射天线(4)的输入端,定向辐射天线(4)输出的能量射向需干扰或摧毁的目标。
2、 根据权利要求1所述的多脉冲重复发射微波电子战壕,其特征在于 工作频率为30MHz—3GHz。
3、 根据权利要求1所述的多脉冲重复发射微波电子战壕,其特征在于 高功率脉冲源(1)以军用便携式发电机输出的直流电作为电源。
4、 根据权利要求1所述的多脉冲重复发射微波电子战壕,其特征在于 高功率脉冲源(1)可选用下列产品中的一种:Marx发生器、Tesla变压器流体发电机、磁通压縮发生器。
5、 根据权利要求1所述的多脉冲重复发射微波电子战壕,其特征在于 强流电子束发生器(2)可选用下列产品中的一种:射频加速器、感应加速 器、强流脉冲加速器。
6、 根据权利要求1所述的多脉冲重复发射微波电子战壕,其特征在于 高功率微波源(3)可选用下列产品中的一种:"0"型器件、正交场器件、 空间电荷型器件。

说明书全文

多脉冲重复发射微波电子战壕

技术领域

本实用新型为一种微波电子战壕装置,涉及到微波在军事领域中的应用。

背景技术

微波是一种高频电磁波波长范围在0.01mm〜lm之间,它可用特 殊天线汇聚成方向性强、能量高的波束,能在空中以光速直线传播,作用 距离远。微波在国家安全和社会应用中均有重要的意义。微波技术应用在军 事上可以避免传统战争中人员大量伤亡的情况。 实用新型内容
本实用新型需解决的技术问题是:针对传统战争中人员大量伤亡的现 实,而提供一种利用微波能量远距离干扰或摧毁敌方设备或人员的电子战 壕。
本实用新型所采用的技术方案:该多脉冲重复发射微波电子战壕包括高 功率脉冲源、强流电子束发生器、高功率微波源、定向辐射天线,高功率脉 冲源的输出端接强流电子束发生器的输入端,强流电子束发生器的输出端接 高功率微波源的输入端,高功率微波源的输出端接定向辐射天线的输入端, 定向辐射天线输出的能量射向需拦截的目标。
该系统的工作频率为30MHz—3GHz。
该系统的高功率脉冲源以军用便携式发电机输出的直流电作为电源。 高功率脉冲源可选用下列产品中的一种:Marx发生器、Tesla变压器流体发电机、磁通压縮发生器。
强流电子束发生器可选用下列产品中的一种:射频加速器、感应加速器、 强流脉冲加速器。
高功率微波源可选用下列产品中的一种:"0"型器件、正交场器件、空 间电荷型器件。
本实用新型的有益效果:本系统可采用便携式发电机输出的直流电作为 初级能,经过高功率脉冲源后,能产生持续40-100纳秒的脉冲,这些脉冲 经过强流电子束发生器可放大至320千伏特,最大可达640千伏特,强流电
子束发生器可对大量能量进行"调节",将其压縮到更高的功率,以便能提
供极高峰值功率和低占空系数的脉冲功率能流;脉冲功率能流进入高功率微 波源内,与电磁场相互作用,将能量交给场,产生高功率的微波;这种微波 经低衰减的定向发射天线变成高功率微波束以光速发射至敌方目标。
多脉冲重复发射微波电子战壕可用于保护重要的指挥中心,发射大量的 微波脉冲,干扰作用区域内的计算机电路和电话线,扰乱人们的神经系统, 使人暂时失去知觉,破坏敌方的导弹、各种战车、飞机上的电子设备和计算 机系统以及坚固和深埋地下的指挥机构,利用微波能量建立一个电子战壕, 一旦目标进入作用区域,通过天线、导线电缆和各种开口或缝隙耦合到导 弹、飞机、舰艇、坦克、装甲车辆等内部,破坏各种敏感元件,如传感器和电 子元器件,使元器件产生状态反转、击穿,出现误码、记忆信息抹掉等。 附图说明
图l是本系统连接关系框图。 具体实施方式本多脉冲重复发射微波电子战壕包括高功率脉冲源1、强流电子束发生
器2、高功率微波源3、定向辐射天线4。高功率脉冲源1的输出端接强流 电子束发生器2的输入端,强流电子束发生器2的输出端接高功率微波源3 的输入端,高功率微波源3的输出端接定向辐射天线4的输入端,定向辐射 天线4输出的能量射向需干扰或摧毁的目标。
本系统的工作原理就像近距离的雷电,极强的电磁脉冲通过"前通道" 和"后通道"两个途径进入目标的电子设备中。"前通道"是指目标对外开 放的通道(如天线),强电磁脉冲被直接导向目标电子设备,而使其工作性 能降低或完全失效,"后通道"是指目标的小孔或缝隙等,产生的场分布在 整个目标内部,系统通过高能微波源产生微波,经高增益天线定向辐射把微 波能量汇聚在窄波束内,以高强度照射目标,当进入目标的功率较低时,电 磁能被接收后转化成较高电压或较大电流,由此引起结点、部件或回路间损 伤,导致电路出现干扰,不能正常工作,当脉冲高电压、大电流进入目标系 统时,电路像电涌一样烧毁器件、电路,干扰和破坏目标的控制电子设备, 系统对于目标的各种依靠电信号工作的电子设备主要是通过微波的热效应 进行破坏,以高速电子流使目标电子系统中灵敏的半导体器件失效或损坏, 因为半导体的接点很少,要求其散热时间约为1微秒左右,当高功率微波 的瞬时脉冲在电路中激起高脉冲,使半导体器件来不及散去热量而导致失效 或者被烧毁。用0. 01〜1微瓦/平方厘米的弱微波能量,就可以干扰目标相 应频段通信设备的正常工作,用10〜100瓦/平方厘米的强微波辐射形成的 瞬变电磁场,可使金属目标表面产生感应电流与电荷,通过天线、导线和各 种开口或缝隙,进入目标内部,破坏目标里的各种敏感元件如传感器、电子元器件,电子控制器等;此外, 一般来说,集成电路制造中会出现寄生晶体 管,于是会形成PNPN , NPNP开关结构,微波辐射在寄生PN结上引起的 瞬时偏压及辐射电离和加热效应引起的载流子的增加都能够触发这类开关。 当这类开关被触发后,器件就发生闩(半导体器件不再响应输入的状态, 此时半导体不能正常工作,并且有可能损坏),半导体器件在短脉冲的作用 下还会发生热第二次击穿,热第二次击穿是在PN结区受到微波辐射加热的 情况下出现的,它取决于脉冲宽度和平均功率。这样就使目标里的设备系统 丧失其功效,从而达到干扰或摧毁目标的目的。
系统以军用发电机输出的电流作为电源,产生持续50纳秒的能量脉冲 束,峰值功率1GW,控制电路可控制发生脉冲的大小和功率,通过真空二极 管产生高质量的电子束,电子束激励微波器件产生带宽较窄的高功率微波, 微波功率也可由控制电路调节,最后由一个特别设计的天线将微波能量波束 发射出去,指向目标。该系统的峰值输出功率可达1GW,在100赫兹频率的 单次发射平均功率则为IO千瓦,每个辐射脉冲可持续约50纳秒, 一个单脉 冲在15米的距离内产生的总能量输出可达100焦,对作用目标的效果取 决于初级功率源的功率大小、高功率微波源的输出功率、发射天线的增益和 目标与微波源的距离,对人的影响控制在照射在人身上的功率通量 0.5W/cm2以下,而功率通量0. 01-1 W/cm2时,可使目标电子设备性能降低 或失效,使小型计算机的芯片失效或烧毁,从而达到干扰或摧毁的目的。
下面列举一些在实验和设计过程中微波对集成电路、各种电子器材、计 算机及军用设备等的毁伤阈值。毁伤阈值与微波频率、脉冲宽度、大气密度 及成分、初始自由电子密度、距离等各种因素有关。table see original document page 7
对集成电路的损伤功率阈值(测量值)
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