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摘要
为给超宽带电磁脉冲效应机理与防护技术的研究提供实验平台，研制了一种基于冲击脉冲辐射天线(impulse radiation antenna, IRA)的高功率超宽带电磁脉冲辐射系统，辐射系统由差分脉冲高压源、锋化开关、IRA和介质透镜等部分构成。设计中，差分脉冲高压源由基于氢闸流管的脉冲源驱动副边中心抽头的脉冲变压器实现；设计的紧凑型锋化开关高度仅为1 cm，开关间隙为1 mm，可嵌入IRA天线馈电点，开关最高工作气压可达3 MPa；基于菲涅尔定理设计了介质透镜，以校正锋化开关和绝缘变压器油对IRA天线辐射中心的影响，改善了天线的辐射特性；辐射系统可通过改变锋化开关的气压和充电电压调节系统辐射功率。测试实验表明辐射系统的主要技术参数如下：在时域，在天线主轴距离口径面5.5 m处辐射电场脉冲上升沿约为330 ps，幅值约为±8 kV/m，远场有效电势最高可达44 kV，辐射功率可调；在频域，中心频率为400 MHz，基于能量范数比定义的信号频带为80 MHz～1GHz，信号带比约为12.5，百分比带宽为170.4%。辐射系统能够为开展超宽带电磁脉冲效应阈值规律及防护技术的研究提供一个辐射功率可调的试验平台。
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单位西安交通大学; 电力设备电气绝缘国家重点实验室
