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2025, 37: 123006.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250183
2025, 37: 123001.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250338
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250257
摘要:
空间太阳电池阵作为航天器的重要能源组成部分，在未来对抗中极易受到以高功率微波为代表的外来强电磁脉冲侵袭。为研究空间太阳电池阵的高功率微波耦合效应，以典型太阳电池阵结构和布局作为参考，搭建了高功率微波辐照作用下的太阳电池阵样品三维模型，研究了不同激励源参数条件（频率、极化方向、入射角度等）下的太阳电池阵耦合效应规律。结果表明：在2～18 GHz频率范围内，垂直极化的S波段微波辐照最容易对太阳电池阵造成诱发放电损伤，电池串间隙三结合部感应场强远高于互连片位置间隙；在微波辐照作用下太阳电池样品会感应出极强的瞬态电场，垂直极化情况下，感应场主要集中分布在电池串间隙、汇流条附近、电池片边缘；电池三结合部感应电场稳定峰值随微波入射角度的增大而减小，随微波功率密度的增大而增大；微波上升下降沿对感应电场值无明显影响；太阳电池阵串间隙周围空间的电场由间隙中心向外侧逐渐减小。该研究将为空间太阳电池阵的电磁防护设计提供参考。
空间太阳电池阵作为航天器的重要能源组成部分，在未来对抗中极易受到以高功率微波为代表的外来强电磁脉冲侵袭。为研究空间太阳电池阵的高功率微波耦合效应，以典型太阳电池阵结构和布局作为参考，搭建了高功率微波辐照作用下的太阳电池阵样品三维模型，研究了不同激励源参数条件（频率、极化方向、入射角度等）下的太阳电池阵耦合效应规律。结果表明：在2～18 GHz频率范围内，垂直极化的S波段微波辐照最容易对太阳电池阵造成诱发放电损伤，电池串间隙三结合部感应场强远高于互连片位置间隙；在微波辐照作用下太阳电池样品会感应出极强的瞬态电场，垂直极化情况下，感应场主要集中分布在电池串间隙、汇流条附近、电池片边缘；电池三结合部感应电场稳定峰值随微波入射角度的增大而减小，随微波功率密度的增大而增大；微波上升下降沿对感应电场值无明显影响；太阳电池阵串间隙周围空间的电场由间隙中心向外侧逐渐减小。该研究将为空间太阳电池阵的电磁防护设计提供参考。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250070
摘要:
提出了一种基于分数阶涡旋光束的纳米粒子三维操控方法。通过建立分数阶涡旋光束的矢量衍射模型，揭示了拓扑系数与光场相位奇异性之间的映射关系。数值模拟结果表明，分数阶涡旋光束的焦场可视为整数阶模式的相干叠加，且其权重分布呈现显著的非对称特性。此外，还建立了基于分数阶涡旋光束捕获纳米粒子的光力模型。研究表明，通过调节分数阶涡旋光束的拓扑系数，可以实现对球形纳米粒子的精确操控。粒子在横向平面上的捕获位置与拓扑系数之间呈线性依赖关系。与传统的整数阶光束相比，该方法通过连续调节拓扑系数，实现了横向捕获位置的精确连续调控。理论计算与Langevin动力学模拟的结果进一步验证了该技术在三维空间内能够实现纳米粒子的多自由度协同操控。
提出了一种基于分数阶涡旋光束的纳米粒子三维操控方法。通过建立分数阶涡旋光束的矢量衍射模型，揭示了拓扑系数与光场相位奇异性之间的映射关系。数值模拟结果表明，分数阶涡旋光束的焦场可视为整数阶模式的相干叠加，且其权重分布呈现显著的非对称特性。此外，还建立了基于分数阶涡旋光束捕获纳米粒子的光力模型。研究表明，通过调节分数阶涡旋光束的拓扑系数，可以实现对球形纳米粒子的精确操控。粒子在横向平面上的捕获位置与拓扑系数之间呈线性依赖关系。与传统的整数阶光束相比，该方法通过连续调节拓扑系数，实现了横向捕获位置的精确连续调控。理论计算与Langevin动力学模拟的结果进一步验证了该技术在三维空间内能够实现纳米粒子的多自由度协同操控。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250256
摘要:
在高功率微波和脉冲压缩领域，相对于指数衰减的微波脉冲，平顶输出具有降低结构表面最大瞬态场以及增强系统稳定性等核心优势，因此具有重要的技术意义和应用价值。提出一种S波段基于行波储能的环形高功率微波脉冲压缩器，通过控制环形波导传输线的长度使输入微波通过定向耦合器完成线性叠加储能，通过输入信号倒相完成功率的倍增和微波信号的平稳输出。基于散射矩阵理论分析其储能过程及输入倒相之后的功率增益和平顶输出宽度，并用CST进行仿真验证。仿真结果显示，其功率增益达5.7倍以上，平顶宽度80 ns，且波形平缓，若采用金属壁表面击穿阈值300 kV/cm来估计功率容量，则脉冲压缩器的功率容量可以达到160 MW。与现有技术相比，该设计结构简单、体积紧凑、加工维护便捷，为高功率微波能量平稳输出以及两级脉冲压缩系统的研究提供新方案。
在高功率微波和脉冲压缩领域，相对于指数衰减的微波脉冲，平顶输出具有降低结构表面最大瞬态场以及增强系统稳定性等核心优势，因此具有重要的技术意义和应用价值。提出一种S波段基于行波储能的环形高功率微波脉冲压缩器，通过控制环形波导传输线的长度使输入微波通过定向耦合器完成线性叠加储能，通过输入信号倒相完成功率的倍增和微波信号的平稳输出。基于散射矩阵理论分析其储能过程及输入倒相之后的功率增益和平顶输出宽度，并用CST进行仿真验证。仿真结果显示，其功率增益达5.7倍以上，平顶宽度80 ns，且波形平缓，若采用金属壁表面击穿阈值300 kV/cm来估计功率容量，则脉冲压缩器的功率容量可以达到160 MW。与现有技术相比，该设计结构简单、体积紧凑、加工维护便捷，为高功率微波能量平稳输出以及两级脉冲压缩系统的研究提供新方案。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250174
摘要:
核素的准确识别是提高放射性监测水平的关键。为进一步提升放射性核素识别性能，研究了基于卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）结合的核素识别方法。使用碘化钠能谱仪采集8种单一和混合放射性核素γ能谱数据，通过计算γ光子在不同能量下的概率密度，采用随机抽样的方法生成大量γ能谱训练数据，并对数据进行归一化处理，然后利用CNN提取输入能谱数据的特征向量，并将提取到的特征向量输入RNN进行训练，最后由激活函数输出核素分类结果。为验证CNN-RNN识别核素的准确性，与基于卷积神经网络（CNN）和长短时记忆神经网络（LSTM）核素识别方法进行比较分析，得出在测试集上LSTM能谱模型对单核素的识别准确率优于97.5%，混合核素的识别率优于92.31%，CNN和CNN-RNN能谱模型对单核素的识别准确率为100%，混合核素的识别率分别优于92.95%和97.44%。结果表明，CNN-RNN能谱模型在γ能谱放射性核素识别中表现更优，通过与仅用实测数据训练的神经网络模型相比，加入增强数据可提升模型的训练效率和泛化能力。
核素的准确识别是提高放射性监测水平的关键。为进一步提升放射性核素识别性能，研究了基于卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）结合的核素识别方法。使用碘化钠能谱仪采集8种单一和混合放射性核素γ能谱数据，通过计算γ光子在不同能量下的概率密度，采用随机抽样的方法生成大量γ能谱训练数据，并对数据进行归一化处理，然后利用CNN提取输入能谱数据的特征向量，并将提取到的特征向量输入RNN进行训练，最后由激活函数输出核素分类结果。为验证CNN-RNN识别核素的准确性，与基于卷积神经网络（CNN）和长短时记忆神经网络（LSTM）核素识别方法进行比较分析，得出在测试集上LSTM能谱模型对单核素的识别准确率优于97.5%，混合核素的识别率优于92.31%，CNN和CNN-RNN能谱模型对单核素的识别准确率为100%，混合核素的识别率分别优于92.95%和97.44%。结果表明，CNN-RNN能谱模型在γ能谱放射性核素识别中表现更优，通过与仅用实测数据训练的神经网络模型相比，加入增强数据可提升模型的训练效率和泛化能力。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250178
摘要:
为了实现拉曼激光装置的小型化并抑制激光诱导击穿现象，利用锥透镜将泵浦激光调制成贝塞尔光束以实现受激拉曼变频。实验结果表明，增益介质的气压，泵浦光的直径，锥透镜的底角均对光子转化效率产生影响。在3.5 MPa甲烷中，1064 nm波长、366 mJ脉冲能量的泵浦光能够产生128 mJ的1543 nm前向拉曼激光，光子转化效率达到50.7%，且有望在更高气压和更高泵浦能量下实现更高转化效率。遮挡锥透镜中心圆角尖端，仍可保留97 mJ的拉曼激光脉冲能量，此时光束质量β=2.19。实验验证了拉曼池可设计为长度0.4 m而不损坏窗口。综合多个实验结果可以推论，在不牺牲转化效率的前提下，拉曼池可以进一步缩短至0.3 m。通过轴向移动锥透镜在长拉曼池内的位置，可调节前后向斯托克斯光的输出比例。
为了实现拉曼激光装置的小型化并抑制激光诱导击穿现象，利用锥透镜将泵浦激光调制成贝塞尔光束以实现受激拉曼变频。实验结果表明，增益介质的气压，泵浦光的直径，锥透镜的底角均对光子转化效率产生影响。在3.5 MPa甲烷中，
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250184
摘要:
双极性电磁脉冲发生器无法通过外置机械调节结构的方式对输出开关间隙进行调节。为解决其开关间隙调节难题，以绝缘气体为介质，气缸为执行器，间隙轨迹规划方法和单环PIDA控制器相结合为控制算法，提出了一种开关电极间隙气动调节方法，该气动调节方法可以更好地适应高压绝缘环境要求，替代人工调节和电动方式，实现开关间隙的实时精确控制。经仿真验证，在间隙传感器测量精度0.1 mm的精度下，开关间隙的调节误差小于0.5 mm，这对双极性等电磁脉冲模拟装置的工程化实现具有重要意义。
双极性电磁脉冲发生器无法通过外置机械调节结构的方式对输出开关间隙进行调节。为解决其开关间隙调节难题，以绝缘气体为介质，气缸为执行器，间隙轨迹规划方法和单环PIDA控制器相结合为控制算法，提出了一种开关电极间隙气动调节方法，该气动调节方法可以更好地适应高压绝缘环境要求，替代人工调节和电动方式，实现开关间隙的实时精确控制。经仿真验证，在间隙传感器测量精度0.1 mm的精度下，开关间隙的调节误差小于0.5 mm，这对双极性等电磁脉冲模拟装置的工程化实现具有重要意义。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250181
摘要:
纳秒脉冲下SF6中的沿面闪络涉及物理过程复杂，如何准确预测该环境下的绝缘介质沿面闪络电压是高压脉冲功率设备设计与绝缘可靠性评估的关键挑战。与传统工频或直流电压相比，纳秒脉冲极短的上升时间和高幅值导致空间电荷效应显著、放电发展机制迥异，使得基于经典理论的预测模型面临严峻挑战。近年来，随着计算机算力的飞速提升和人工智能算法的突破性进展，基于数据驱动的机器学习方法在解决复杂非线性绝缘问题中展现出了巨大潜力。针对纳秒脉冲下这一特定难题，选取了支持向量机、多层感知机、随机森林和极端梯度提升树等四种算法对15～500 mm多尺度距离范围内不同实验条件下的闪络电压数据进行了训练和预测，其预测结果的ROC 曲线下面积（AUC）值均在0.9以上，表现最优的是支持向量机算法。同时，为了验证预测模型的准确性，选取表现较为优异的支持向量机模型对另选取的100 mm距离数据进行了预测，AUC值达到0.99，这表明预测准确率高，可以认为模型具备较强的泛化性，从而验证了不同实验条件下基于数据驱动的SF6中闪络电压预测方法的可行性。
纳秒脉冲下SF6中的沿面闪络涉及物理过程复杂，如何准确预测该环境下的绝缘介质沿面闪络电压是高压脉冲功率设备设计与绝缘可靠性评估的关键挑战。与传统工频或直流电压相比，纳秒脉冲极短的上升时间和高幅值导致空间电荷效应显著、放电发展机制迥异，使得基于经典理论的预测模型面临严峻挑战。近年来，随着计算机算力的飞速提升和人工智能算法的突破性进展，基于数据驱动的机器学习方法在解决复杂非线性绝缘问题中展现出了巨大潜力。针对纳秒脉冲下这一特定难题，选取了支持向量机、多层感知机、随机森林和极端梯度提升树等四种算法对15～500 mm多尺度距离范围内不同实验条件下的闪络电压数据进行了训练和预测，其预测结果的ROC 曲线下面积（AUC）值均在0.9以上，表现最优的是支持向量机算法。同时，为了验证预测模型的准确性，选取表现较为优异的支持向量机模型对另选取的100 mm距离数据进行了预测，AUC值达到0.99，这表明预测准确率高，可以认为模型具备较强的泛化性，从而验证了不同实验条件下基于数据驱动的SF6中闪络电压预测方法的可行性。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250187
摘要:
针对SAR系统的前门耦合电磁敏感特性，通过等效注入试验方法，系统研究了单频连续波对机载SAR成像的影响规律及作用机理，并采用融合皮尔逊相关系数、结构相似度和峰值信噪比的SAR图像质量评价因子作为干扰效果评估指标。研究结果表明：当干扰频率落入接收机硬件通带（8.5～9.5 GHz）范围内，且干信比≥15 dB时干扰效应显著；干扰信号在射频前端虽未诱发显著非线性效应，但会导致模数转换（ADC）采样芯片中的内部金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）产生非线性响应，其产生的额外直流分量和谐波成分是造成SAR图像中出现特征性干扰条纹及质量下降的根本物理成因。
针对SAR系统的前门耦合电磁敏感特性，通过等效注入试验方法，系统研究了单频连续波对机载SAR成像的影响规律及作用机理，并采用融合皮尔逊相关系数、结构相似度和峰值信噪比的SAR图像质量评价因子作为干扰效果评估指标。研究结果表明：当干扰频率落入接收机硬件通带（8.5～9.5 GHz）范围内，且干信比≥15 dB时干扰效应显著；干扰信号在射频前端虽未诱发显著非线性效应，但会导致模数转换（ADC）采样芯片中的内部金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）产生非线性响应，其产生的额外直流分量和谐波成分是造成SAR图像中出现特征性干扰条纹及质量下降的根本物理成因。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250248
摘要:
脉冲阶梯调制（PSM）高压电源广泛应用于超导托卡马克装置的加热系统，采用模块化拓扑结构，通过多个直流电源模块输出叠加形成高压。每个电源模块输入过欠压保护功能，通过在输入电容两端安装电压传感器进行电压检测以实现，所需电压传感器数量庞大，增加了系统检测成本，提高了硬件检测电路的复杂性。介绍了PSM高压电源电路拓扑，详细分析了PSM高压电源的PWM模块循环控制策略，在此基础上提出了一种电源模块输入侧无电压传感器电压检测方法，在PSM高压电源输出侧采用单电压传感器检测电压信号，推导出各电源模块输入侧电压。最后，基于RT-LAB实时仿真平台搭建了仿真模型，实验结果验证了所提出SVM检测方法的有效性。
脉冲阶梯调制（PSM）高压电源广泛应用于超导托卡马克装置的加热系统，采用模块化拓扑结构，通过多个直流电源模块输出叠加形成高压。每个电源模块输入过欠压保护功能，通过在输入电容两端安装电压传感器进行电压检测以实现，所需电压传感器数量庞大，增加了系统检测成本，提高了硬件检测电路的复杂性。介绍了PSM高压电源电路拓扑，详细分析了PSM高压电源的PWM模块循环控制策略，在此基础上提出了一种电源模块输入侧无电压传感器电压检测方法，在PSM高压电源输出侧采用单电压传感器检测电压信号，推导出各电源模块输入侧电压。最后，基于RT-LAB实时仿真平台搭建了仿真模型，实验结果验证了所提出SVM检测方法的有效性。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250112
摘要:
本文通过理论建模与数值模拟相结合，系统探究了在低能超导质子直线加速器内，加速过程中聚焦参数动态演化对空间电荷主导型包络不稳定性的影响机制，创新性地揭示了低能段双周期聚焦结构与束晕产生的内在关联。基于Vlasov-Poisson方程二阶偶模展开，构建了理论模型，设计零流强周期相移(σ0)局部突破90°的多种演化方案，全面探究了不同聚焦方案下，局部突破90°对束流品质的影响，并用多粒子模拟软件对低能、归一化均方根发射度0.2～0.4 π·mm·mrad的质子束进行了多粒子模拟验证；针对双周期聚焦结构特征，设计了相应的聚焦结构与束流匹配方案，通过粒子-束核模型对比分析了准周期与双周期结构的束晕形成机制差异，定量分析了纵向包络对横向束晕的耦合作用。研究结果表明，当空间电荷效应较弱（对应于较高的调谐因子η，η=带电流周期相移σ/零流强周期相移σ0）时，σ0可突破90°而不导致束流品质恶化；反之，当空间电荷效应较强（低η值）时，σ0的突破会激发共振并导致束流发射度显著增长，且这一效应在双组合四极透镜聚焦结构中尤为显著。二维/三维模型均证实，即便每个聚焦单元的σ0＜90°，双周期结构仍会引发束流包络的不稳定性。二维模型研究结果显示，相较于准周期结构，双周期结构更易产生束晕现象，其中2∶1共振仍是束晕形成的主要原因。采用三维模型进一步研究纵向因素的影响时发现，三维束团纵向尺寸的变化会显著改变束核电荷密度分布，这一现象成为束晕形成的新机制。此外，高阶共振也在很大程度上促进了束晕的形成。研究还揭示了小周期结构数（N）与共振概率呈负相关关系。
本文通过理论建模与数值模拟相结合，系统探究了在低能超导质子直线加速器内，加速过程中聚焦参数动态演化对空间电荷主导型包络不稳定性的影响机制，创新性地揭示了低能段双周期聚焦结构与束晕产生的内在关联。基于Vlasov-Poisson方程二阶偶模展开，构建了理论模型，设计零流强周期相移(σ0)局部突破90°的多种演化方案，全面探究了不同聚焦方案下，局部突破90°对束流品质的影响，并用多粒子模拟软件对低能、归一化均方根发射度0.2～0.4 π·mm·mrad的质子束进行了多粒子模拟验证；针对双周期聚焦结构特征，设计了相应的聚焦结构与束流匹配方案，通过粒子-束核模型对比分析了准周期与双周期结构的束晕形成机制差异，定量分析了纵向包络对横向束晕的耦合作用。研究结果表明，当空间电荷效应较弱（对应于较高的调谐因子η，η=带电流周期相移σ/零流强周期相移σ0）时，σ0可突破90°而不导致束流品质恶化；反之，当空间电荷效应较强（低η值）时，σ0的突破会激发共振并导致束流发射度显著增长，且这一效应在双组合四极透镜聚焦结构中尤为显著。二维/三维模型均证实，即便每个聚焦单元的σ0＜90°，双周期结构仍会引发束流包络的不稳定性。二维模型研究结果显示，相较于准周期结构，双周期结构更易产生束晕现象，其中2∶1共振仍是束晕形成的主要原因。采用三维模型进一步研究纵向因素的影响时发现，三维束团纵向尺寸的变化会显著改变束核电荷密度分布，这一现象成为束晕形成的新机制。此外，高阶共振也在很大程度上促进了束晕的形成。研究还揭示了小周期结构数（N）与共振概率呈负相关关系。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250171
摘要:
强激光在空间太阳能电站无线能量传输（WPT）过程中可能对其他航天器产生影响，特别是对航天器的太阳电池阵，可能诱发航天器太阳电池阵放电。掌握激光诱发航天器太阳电池阵放电特性，对支撑强激光无线能量传输技术发展有重要作用。开展激光能量与波长两个参量对激光诱发太阳能电池阵放电特性的影响研究。基于激光诱导等离子体理论和低地球轨道（LEO）等离子环境下的放电机理，分析了激光诱发太阳电池阵放电的机制，并基于该机制理论指定了激光诱发航天器太阳电池阵放电试验的试验参数。试验分析了532 nm波长不同能量激光诱发太阳电池阵放电的概率，并获取放电时间数据，建立时间概率分布曲线，通过二重泊松分布拟合，获得不同能量激光诱发太阳电池阵放电持续时间的概率函数；对比研究了相同能量下532 nm与266 nm两种波长激光诱发太阳电池阵放电的电流峰值以及持续时间概率函数。研究结果显示激光波长越短、能量越高，诱发太阳电池阵放电风险越高。
强激光在空间太阳能电站无线能量传输（WPT）过程中可能对其他航天器产生影响，特别是对航天器的太阳电池阵，可能诱发航天器太阳电池阵放电。掌握激光诱发航天器太阳电池阵放电特性，对支撑强激光无线能量传输技术发展有重要作用。开展激光能量与波长两个参量对激光诱发太阳能电池阵放电特性的影响研究。基于激光诱导等离子体理论和低地球轨道（LEO）等离子环境下的放电机理，分析了激光诱发太阳电池阵放电的机制，并基于该机制理论指定了激光诱发航天器太阳电池阵放电试验的试验参数。试验分析了532 nm波长不同能量激光诱发太阳电池阵放电的概率，并获取放电时间数据，建立时间概率分布曲线，通过二重泊松分布拟合，获得不同能量激光诱发太阳电池阵放电持续时间的概率函数；对比研究了相同能量下532 nm与266 nm两种波长激光诱发太阳电池阵放电的电流峰值以及持续时间概率函数。研究结果显示激光波长越短、能量越高，诱发太阳电池阵放电风险越高。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250182
摘要:
为了提高高功率微波源在低导引磁场下的效率，提出了一种低磁场高效率同轴双模相对论切伦科夫振荡器。该器件工作在同轴准TEM模式与同轴TM01模式下，利用双模工作机制，实现了低磁场下（＜0.4 T）的高效率输出。在粒子模拟中，导引磁场0.35 T时，器件实现了功率3 GW的微波输出、束-波转换效率40%。同时，针对实验中遇到的射频击穿现象，通过增加慢波结构周期数量来提高功率容量，并通过仿真和实验进行验证。最终实验中在0.37 T磁场下，输出微波功率2.85 GW、脉宽57 ns，转换效率34%。在低磁场下获得的实验结果为高功率微波系统小型化的发展提供了强力支撑。
为了提高高功率微波源在低导引磁场下的效率，提出了一种低磁场高效率同轴双模相对论切伦科夫振荡器。该器件工作在同轴准TEM模式与同轴TM01模式下，利用双模工作机制，实现了低磁场下（＜0.4 T）的高效率输出。在粒子模拟中，导引磁场0.35 T时，器件实现了功率3 GW的微波输出、束-波转换效率40%。同时，针对实验中遇到的射频击穿现象，通过增加慢波结构周期数量来提高功率容量，并通过仿真和实验进行验证。最终实验中在0.37 T磁场下，输出微波功率2.85 GW、脉宽57 ns，转换效率34%。在低磁场下获得的实验结果为高功率微波系统小型化的发展提供了强力支撑。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250204
摘要:
毫秒（ms）充电的PFN-Marx型脉冲驱动源在轻量化、小型化实现方面具有较大潜力，为实现其长寿命稳定可靠运行，需解决的关键技术之一是提升气体触发开关重频稳定性。研制了一套基于电晕稳定开关工作原理的气体触发开关，以解决ms充电条件下开关工作电压分散性大、触发电极烧蚀过快的难题。围绕该开关开展了结构设计、静电场仿真、触发器研制、触发开关工作范围、时延及其抖动等研究，解决了ms充电条件下开关发生自击穿或触而未发概率高的问题。实验研究结果表明：所设计触发开关在工作气体SF6、气压0.6 MPa的条件下，开关最高工作电压达到90 kV，在开关工作电压84 kV、重频20 Hz、串内脉冲数500个、开关不换气的条件下，连续累计测试开关寿命10万次，期间仅出现1次自击穿，自击穿率＜0.01‰，初步实现了电触发开关具有一定工作范围和寿命的设计目标。
毫秒（ms）充电的PFN-Marx型脉冲驱动源在轻量化、小型化实现方面具有较大潜力，为实现其长寿命稳定可靠运行，需解决的关键技术之一是提升气体触发开关重频稳定性。研制了一套基于电晕稳定开关工作原理的气体触发开关，以解决ms充电条件下开关工作电压分散性大、触发电极烧蚀过快的难题。围绕该开关开展了结构设计、静电场仿真、触发器研制、触发开关工作范围、时延及其抖动等研究，解决了ms充电条件下开关发生自击穿或触而未发概率高的问题。实验研究结果表明：所设计触发开关在工作气体SF6、气压0.6 MPa的条件下，开关最高工作电压达到90 kV，在开关工作电压84 kV、重频20 Hz、串内脉冲数500个、开关不换气的条件下，连续累计测试开关寿命10万次，期间仅出现1次自击穿，自击穿率＜0.01‰，初步实现了电触发开关具有一定工作范围和寿命的设计目标。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250176
摘要:
通过辐照实验和热测方法研究了一型GNSS兼容接收机天线高功率微波（HPM）前门通道效应。辐照实验表明，在HPM频率1.6 GHz、脉宽50 ns、到靶功率密度约35 W/cm2条件下，实验的6个天线样本中有4个完全损伤、2个降级。对该型GNSS天线射频通道的分析和测试表明，其包含三级放大电路：第一级由两个滤波器和两个低噪放（LNA）分别形成中心频率约1.25 GHz和约1.6 GHz两条射频通道，其后信号合路进入共用的第二和第三级LNA。研究结果表明：HPM脉冲频率（1.6 GHz）所在射频通道的第一级LNA被HPM脉冲降级或损伤，是导致该型GNSS天线样本出现降级和损伤的原因；另一通道的第一级LNA及共用的第二、第三级LNA未受明显影响。原位更换受损的第一级LNA后，GNSS天线功能恢复正常，这说明该型GNSS天线前门效应与HPM频率具有较强相关性。
通过辐照实验和热测方法研究了一型GNSS兼容接收机天线高功率微波（HPM）前门通道效应。辐照实验表明，在HPM频率1.6 GHz、脉宽50 ns、到靶功率密度约35 W/cm2条件下，实验的6个天线样本中有4个完全损伤、2个降级。对该型GNSS天线射频通道的分析和测试表明，其包含三级放大电路：第一级由两个滤波器和两个低噪放（LNA）分别形成中心频率约1.25 GHz和约1.6 GHz两条射频通道，其后信号合路进入共用的第二和第三级LNA。研究结果表明：HPM脉冲频率（1.6 GHz）所在射频通道的第一级LNA被HPM脉冲降级或损伤，是导致该型GNSS天线样本出现降级和损伤的原因；另一通道的第一级LNA及共用的第二、第三级LNA未受明显影响。原位更换受损的第一级LNA后，GNSS天线功能恢复正常，这说明该型GNSS天线前门效应与HPM频率具有较强相关性。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250018
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提出一种结合多相时钟与延迟链插值的多通道FPGA-TDC结构，以降低工作频率、提升线性度并减少资源消耗，同时保持高分辨率。设计采用两级插值结构，利用多相时钟与延迟链构建细时间单元，从而减小延迟非线性积累并缩小编码器规模。系统在Xilinx ZYNQ-7035 平台实现，并在0～16000 ps范围内进行测试。实验结果表明，本文所设计的TDC系统分辨率优于4 ps，微分非线性在−1～+7 LSB之间，积分非线性在−2 LSB至+14 LSB之间。与传统结构相比，该方案在同频率下延迟链长度成倍缩短，在相同链长下频率更低。所提两级插值结构在提升分辨率和线性度的同时显著节省逻辑资源，具备良好的应用潜力。
提出一种结合多相时钟与延迟链插值的多通道FPGA-TDC结构，以降低工作频率、提升线性度并减少资源消耗，同时保持高分辨率。设计采用两级插值结构，利用多相时钟与延迟链构建细时间单元，从而减小延迟非线性积累并缩小编码器规模。系统在Xilinx ZYNQ-
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250155
摘要:
偏压电源是高压电子束焊机电源系统的重要部件之一，根据电子束焊机电源系统的技术要求，研制了一套输出直流电压−100 V～−2 kV可调，全电压范围内纹波小于等于0.1%，电压稳定性优于0.1%，输出电流大于3 mA的偏压电源，分别给出了该电源在电阻负载和高压电子枪负载下的实验结果。设计上采用吸收、保护等方法，解决了电子枪负载打火损坏偏压电源问题，成功将偏压电源串接在高压电源回路中，通过回采偏压电源回路中工作电流的大小来改变偏压电源输出电压（偏压杯电压），偏压杯电压根据束流大小而自适应调节，实现了工作束流实时快速跟随和精细调控。成功应用于−150 kV/33 mA高压电子束焊机，使高压电子束焊机的束流纹波达到±0.19%，束流稳定性优于±5 μA、束流可重现性达到±0.04%，满足了总体指标要求。
偏压电源是高压电子束焊机电源系统的重要部件之一，根据电子束焊机电源系统的技术要求，研制了一套输出直流电压−100 V～−2 kV可调，全电压范围内纹波小于等于0.1%，电压稳定性优于0.1%，输出电流大于3 mA的偏压电源，分别给出了该电源在电阻负载和高压电子枪负载下的实验结果。设计上采用吸收、保护等方法，解决了电子枪负载打火损坏偏压电源问题，成功将偏压电源串接在高压电源回路中，通过回采偏压电源回路中工作电流的大小来改变偏压电源输出电压（偏压杯电压），偏压杯电压根据束流大小而自适应调节，实现了工作束流实时快速跟随和精细调控。成功应用于−150 kV/33 mA高压电子束焊机，使高压电子束焊机的束流纹波达到±0.19%，束流稳定性优于±5 μA、束流可重现性达到±0.04%，满足了总体指标要求。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250113
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电磁脉冲焊接技术是一种新兴固态焊接技术，将其应用于电力导线与端子的连接，可有效提升电力导线接头的可靠性。然而，电磁脉冲焊接接头存在中间未结合区域，严重制约了电磁脉冲焊接技术在电力导线连接领域的应用。提出了一种分体式集磁器结构，以进一步提升电磁脉冲焊接接头的结合性能。为证实所提出分体式集磁器结构的有效性，首先，基于对分体式集磁器和传统一体式集磁器的理论分析，进行分体式集磁器结构设计；随后，通过仿真探究了集磁器结构对接头变形区域电磁参数和运动参数的影响规律；最后，开展实验测试，对比分析使用不同集磁器结构所制备电磁脉冲焊接接头力学性能，验证分体式集磁器对接头结合性能的改善作用。实验结果表明，相较于具有相同尺寸的一体式集磁器，使用分体式集磁器制备的电磁脉冲焊接接头拉伸性能提高了22.73%，焊痕总长度增加了2.68 mm。
电磁脉冲焊接技术是一种新兴固态焊接技术，将其应用于电力导线与端子的连接，可有效提升电力导线接头的可靠性。然而，电磁脉冲焊接接头存在中间未结合区域，严重制约了电磁脉冲焊接技术在电力导线连接领域的应用。提出了一种分体式集磁器结构，以进一步提升电磁脉冲焊接接头的结合性能。为证实所提出分体式集磁器结构的有效性，首先，基于对分体式集磁器和传统一体式集磁器的理论分析，进行分体式集磁器结构设计；随后，通过仿真探究了集磁器结构对接头变形区域电磁参数和运动参数的影响规律；最后，开展实验测试，对比分析使用不同集磁器结构所制备电磁脉冲焊接接头力学性能，验证分体式集磁器对接头结合性能的改善作用。实验结果表明，相较于具有相同尺寸的一体式集磁器，使用分体式集磁器制备的电磁脉冲焊接接头拉伸性能提高了22.73%，焊痕总长度增加了2.68 mm。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250238
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为精确模拟高温球床堆内数万计燃料颗粒的气固两相耦合传热过程，并克服传统CFD-DEM方法因网格粗大导致的精度不足及全解析方法计算成本过高的问题，提出了一种适用于精细流体网格的半解析函数模型。该模型通过引入高斯核函数，对颗粒周围物理属性进行平滑与加权平均，从而实现在亚网格尺度下对颗粒所受流体作用力的精确计算。沃罗单元体分析表明，无量纲扩散时间的最优取值为0.6。超过此值会导致核函数影响域过度扩展，致使空间分布过度平滑而难以捕捉球床局部特征。在HTR-10球床堆的耦合传热仿真中，采用该模型计算得到的温度场分布与经验模型高度吻合。结果表明，本模型能够准确捕获颗粒间的相间作用力，为高温气冷堆热工流体仿真提供了一个兼具精度与效率的解决方案。
为精确模拟高温球床堆内数万计燃料颗粒的气固两相耦合传热过程，并克服传统CFD-DEM方法因网格粗大导致的精度不足及全解析方法计算成本过高的问题，提出了一种适用于精细流体网格的半解析函数模型。该模型通过引入高斯核函数，对颗粒周围物理属性进行平滑与加权平均，从而实现在亚网格尺度下对颗粒所受流体作用力的精确计算。沃罗单元体分析表明，无量纲扩散时间的最优取值为0.6。超过此值会导致核函数影响域过度扩展，致使空间分布过度平滑而难以捕捉球床局部特征。在HTR-10球床堆的耦合传热仿真中，采用该模型计算得到的温度场分布与经验模型高度吻合。结果表明，本模型能够准确捕获颗粒间的相间作用力，为高温气冷堆热工流体仿真提供了一个兼具精度与效率的解决方案。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250243
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提出了一种基于不规则三角网的复杂地形蒙特卡罗粒子输运快速建模方法，用于解决高分辨率下对复杂地形场景进行自适应高效蒙特卡罗（MC）建模的技术问题。具体为：首先，读取高分辨率的栅格形式的地形高程数据，并根据地形起伏变化的程度对高程点进行二维小波变换，用以精准定位地形突变并获得重要高程点集；然后，采用Delaunay 三角剖分方法对离散点集构造不规则三角网，得到TIN结构的地形数据；最后，采用MCNP程序的“任意多面体”宏体定义方式建立各种几何平面，并通过布尔运算构建复杂几何实体，从而实现了在高分辨率复杂地形场景下的MC粒子输运快速自动建模。测试结果表明，本文给出的建模方法能够精确还原复杂地形对核辐射的影响，在压缩栅元数目且提升建模计算效率的同时，获得了高保真的模拟结果。本文的研究适用于面向任一大规模复杂地形场景的MC粒子输运建模，是复杂地形影响下强辐射场建模计算的新方法。
提出了一种基于不规则三角网的复杂地形蒙特卡罗粒子输运快速建模方法，用于解决高分辨率下对复杂地形场景进行自适应高效蒙特卡罗（MC）建模的技术问题。具体为：首先，读取高分辨率的栅格形式的地形高程数据，并根据地形起伏变化的程度对高程点进行二维小波变换，用以精准定位地形突变并获得重要高程点集；然后，采用Delaunay 三角剖分方法对离散点集构造不规则三角网，得到TIN结构的地形数据；最后，采用MCNP程序的“任意多面体”宏体定义方式建立各种几何平面，并通过布尔运算构建复杂几何实体，从而实现了在高分辨率复杂地形场景下的MC粒子输运快速自动建模。测试结果表明，本文给出的建模方法能够精确还原复杂地形对核辐射的影响，在压缩栅元数目且提升建模计算效率的同时，获得了高保真的模拟结果。本文的研究适用于面向任一大规模复杂地形场景的MC粒子输运建模，是复杂地形影响下强辐射场建模计算的新方法。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250049
摘要:
以蒙特卡罗软件Geant4中的MAGNETOCOSMIC程序为基础，通过计算模拟不同地磁场模型和地理位置发射时的粒子损失过程，探讨了地球磁场对人工辐射带中粒子运动和俘获的影响规律。首先，模拟了10MeV电子在不同经度和L值（ L是赤道面上的空间映射点距地心距离与地球半径的比值） 下的发射，分析了在中心偶极子、偏心偶极子和国际地磁参考场（IGRF）三种地磁模型下电子的运动轨迹、损失锥角和俘获条件。结果显示：中心偶极子模型中电子的漂移轨迹相对规则且对称，而偏心偶极子模型则出现了不对称性，而 IGRF 模型则因其更精细的参数和更高的精度，展现了更复杂、不规则且更接近实际的轨迹；损失锥角随L值的变化关系中，IGRF模型下损失锥角最大，电子更难被地磁场俘获。其次，探讨了电子发射经度对损失过程的影响，尤其是在南大西洋异常区（SAA区）的损失过程。结果表明，当电子运动到靠近SAA中心的位置时会更容易发生漂移损失。
以蒙特卡罗软件Geant4中的MAGNETOCOSMIC程序为基础，通过计算模拟不同地磁场模型和地理位置发射时的粒子损失过程，探讨了地球磁场对人工辐射带中粒子运动和俘获的影响规律。首先，模拟了10MeV电子在不同经度和L值（ L是赤道面上的空间映射点距地心距离与地球半径的比值） 下的发射，分析了在中心偶极子、偏心偶极子和国际地磁参考场（IGRF）三种地磁模型下电子的运动轨迹、损失锥角和俘获条件。结果显示：中心偶极子模型中电子的漂移轨迹相对规则且对称，而偏心偶极子模型则出现了不对称性，而 IGRF 模型则因其更精细的参数和更高的精度，展现了更复杂、不规则且更接近实际的轨迹；损失锥角随L值的变化关系中，IGRF模型下损失锥角最大，电子更难被地磁场俘获。其次，探讨了电子发射经度对损失过程的影响，尤其是在南大西洋异常区（SAA区）的损失过程。结果表明，当电子运动到靠近SAA中心的位置时会更容易发生漂移损失。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250209
摘要:
为了满足研制兆瓦级大功率回旋行波管对高压、大电流、低电子注速度零散磁控注入电子枪的迫切需求，本文针对性地给出了一支新型磁控注入单阳极电子枪的设计方案。该新型电子枪方案引入曲面阴极结构，以降低电子枪的速度零散，同时有效增大阴极发射带面积，降低阴极发射密度，从根本上提高电子枪的工作稳定性与寿命。PIC仿真的结果表明：在115 kV、43 A的工作条件下，该电子枪的横纵速度比为1.05，速度零散为1.63%，引导中心半径为3.41 mm，满足应用需求。
为了满足研制兆瓦级大功率回旋行波管对高压、大电流、低电子注速度零散磁控注入电子枪的迫切需求，本文针对性地给出了一支新型磁控注入单阳极电子枪的设计方案。该新型电子枪方案引入曲面阴极结构，以降低电子枪的速度零散，同时有效增大阴极发射带面积，降低阴极发射密度，从根本上提高电子枪的工作稳定性与寿命。PIC仿真的结果表明：在115 kV、43 A的工作条件下，该电子枪的横纵速度比为1.05，速度零散为1.63%，引导中心半径为3.41 mm，满足应用需求。
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doi: 10.11884/HPLPB202537.250150
摘要:
高功率GaN基蓝光二极管激光器在工业加工、铜材料焊接、3D打印、水下激光通信等技术领域有着广泛的应用前景。蓝光二极管激光芯片COS单元器件具有热阻低和尺寸小的优点，但是该器件存在可靠性较低的问题，导致其在工业化应用中受到一定限制，因此对其性能退化因素进行深入研究。基于光学显微技术、扫描电子显微表征和能谱分析手段对经过长时老化考核后器件的性能退化因素进行分析研究。实验研究和分析表明，GaN基体材料缺陷、腔面多余物沉积和光化学腐蚀是导致蓝光二极管激光芯片性能退化的主因，同时良好的气密性封装可提高二极管激光芯片的可靠性。
高功率GaN基蓝光二极管激光器在工业加工、铜材料焊接、3D打印、水下激光通信等技术领域有着广泛的应用前景。蓝光二极管激光芯片COS单元器件具有热阻低和尺寸小的优点，但是该器件存在可靠性较低的问题，导致其在工业化应用中受到一定限制，因此对其性能退化因素进行深入研究。基于光学显微技术、扫描电子显微表征和能谱分析手段对经过长时老化考核后器件的性能退化因素进行分析研究。实验研究和分析表明，GaN基体材料缺陷、腔面多余物沉积和光化学腐蚀是导致蓝光二极管激光芯片性能退化的主因，同时良好的气密性封装可提高二极管激光芯片的可靠性。
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doi: 10.11884/HPLPB202537.250038
摘要:
束团电荷量100 pC条件下，C波段光阴极微波电子枪出口的束流归一化发射度预计低于0.2 mm.mrad。为实现对极小束流发射度的准确测量，设计了一套基于单狭缝扫描法的发射度测量仪，并利用数值模拟对发射度仪的狭缝结构和子束团漂移距离等核心参数进行了优化。考虑动态误差的数值模拟表明：采用宽度5 μm、厚度1 mm的狭缝和0.11 m的子束团漂移距离时，95%发射度的测量偏差低于5%。
束团电荷量100 pC条件下，C波段光阴极微波电子枪出口的束流归一化发射度预计低于0.2 mm.mrad。为实现对极小束流发射度的准确测量，设计了一套基于单狭缝扫描法的发射度测量仪，并利用数值模拟对发射度仪的狭缝结构和子束团漂移距离等核心参数进行了优化。考虑动态误差的数值模拟表明：采用宽度5 μm、厚度1 mm的狭缝和0.11 m的子束团漂移距离时，95%发射度的测量偏差低于5%。
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doi: 10.11884/HPLPB202537.250019
摘要:
光纤激光相干合成技术通过精确控制各路光纤激光的相位，实现高功率的激光输出。然而，系统运行中存在多种影响因素，如相位控制精度、光强稳定性、通信链路可靠性以及环境干扰等，这些因素可能导致系统性能下降。针对大规模光纤激光相干合成相位控制中的异常检测问题，提出一种基于深度学习的多探测器串行共孔径相干合成检测新方法。首先，采集十路光纤激光相干合成数据，分析系统控制过程及其合束原理，归类系统中可能出现的异常情况，并仿真得到数据集。其次，设计一种结合轻量化高效多头注意力机制（EMA）的EMA-Transformer网络模型。在对比实验中，本算法相较于ResNet50，在验证集上的精度提升了约50%，在测试集上的精度提升了约2.20%。在算法的实际应用中，搭建八束光纤激光相干合成实验装置，使用TensorRT部署算法进行测试。实验结果表明，本算法推理耗时达2.153 ms，达到了相位控制异常检测的实时性要求。
光纤激光相干合成技术通过精确控制各路光纤激光的相位，实现高功率的激光输出。然而，系统运行中存在多种影响因素，如相位控制精度、光强稳定性、通信链路可靠性以及环境干扰等，这些因素可能导致系统性能下降。针对大规模光纤激光相干合成相位控制中的异常检测问题，提出一种基于深度学习的多探测器串行共孔径相干合成检测新方法。首先，采集十路光纤激光相干合成数据，分析系统控制过程及其合束原理，归类系统中可能出现的异常情况，并仿真得到数据集。其次，设计一种结合轻量化高效多头注意力机制（EMA）的EMA-Transformer网络模型。在对比实验中，本算法相较于ResNet50，在验证集上的精度提升了约50%，在测试集上的精度提升了约2.20%。在算法的实际应用中，搭建八束光纤激光相干合成实验装置，使用TensorRT部署算法进行测试。实验结果表明，本算法推理耗时达2.153 ms，达到了相位控制异常检测的实时性要求。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250166
摘要:
研究系统电磁脉冲（SGEMP）的定标理论，掌握SGEMP的定标法则，并将其应用于腔体SGEMP，提出保持腔壁材料厚度不变的规范变换方法，应用全电磁粒子模拟方法方法进行数值模拟研究，通过对比实验室激光等离子体源条件下的原模型与10倍扩比模型的模拟结果，发现两者在电场、磁场及电荷密度的空间分布规律上呈现严格一致性，幅值大小完全遵循定标关系：发射端面表面电场峰值原模型为2.0 MV/m，扩比模型为200 kV/m；磁场峰值原模型为0.8×10−3 T，扩比模型为0.8×10−4 T；电荷密度峰值原模型为6.0×10−3 m−3，扩比模型为6.0×10−5 m−3。模拟结果验证了定标法则应用于腔体SGEMP的有效性。该研究为腔体SGEMP的物理机制解析及实验室模拟实验设计提供了理论依据。
研究系统电磁脉冲（SGEMP）的定标理论，掌握SGEMP的定标法则，并将其应用于腔体SGEMP，提出保持腔壁材料厚度不变的规范变换方法，应用全电磁粒子模拟方法方法进行数值模拟研究，通过对比实验室激光等离子体源条件下的原模型与10倍扩比模型的模拟结果，发现两者在电场、磁场及电荷密度的空间分布规律上呈现严格一致性，幅值大小完全遵循定标关系：发射端面表面电场峰值原模型为2.0 MV/m，扩比模型为200 kV/m；磁场峰值原模型为0.8×10−3 T，扩比模型为0.8×10−4 T；电荷密度峰值原模型为6.0×10−3 m−3，扩比模型为6.0×10−5 m−3。模拟结果验证了定标法则应用于腔体SGEMP的有效性。该研究为腔体SGEMP的物理机制解析及实验室模拟实验设计提供了理论依据。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250185
摘要:
介绍了大回旋电子枪的形成理论，分析了电子注在非理想会切磁场中的运动过程，并利用CST和E-Gun对电子枪进行建模和仿真分析。研究了磁场、工作电压、电流对大回旋电子注质量、轨迹的影响，为Ka波段二次谐波大回旋电子注回旋行波管实验测试寻找最佳工作点提供指导，同时降低电子枪在实验过程中的损坏风险。研究表明，电子枪的工作电压过低时，速度比较大，出现电子回轰的现象，对阴极不利；同时，阴极的反向磁场过高时，电子回旋半径过大，会导致电子轰击在电子枪壁上损坏电子枪。最后对比了两种软件的计算结果，分析了各自的特点。
介绍了大回旋电子枪的形成理论，分析了电子注在非理想会切磁场中的运动过程，并利用CST和E-Gun对电子枪进行建模和仿真分析。研究了磁场、工作电压、电流对大回旋电子注质量、轨迹的影响，为Ka波段二次谐波大回旋电子注回旋行波管实验测试寻找最佳工作点提供指导，同时降低电子枪在实验过程中的损坏风险。研究表明，电子枪的工作电压过低时，速度比较大，出现电子回轰的现象，对阴极不利；同时，阴极的反向磁场过高时，电子回旋半径过大，会导致电子轰击在电子枪壁上损坏电子枪。最后对比了两种软件的计算结果，分析了各自的特点。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250194
摘要:
低能量强流高电荷态重离子加速器装置（LEAF）是中国科学院近代物理研究所承担的国家重大科研仪器项目，旨在构建一台具备高电荷态、高流强、全谱系离子加速能力的低能重离子综合实验装置。系统介绍了该装置的结构、核心部件设计参数及束流调控策略，并重点报告了装置试运行期间在束流加速能力、多离子混合束制备及低能散碳离子束调控等方面取得的代表性进展。截至目前，LEAF已累计为终端实验提供超过13 000 h束流支持，覆盖质荷比为2～7的多种离子种类，实现了高电荷态、高流强重离子束流的稳定加速。平台构建了适用于协同辐照研究的“鸡尾酒束”运行模式，并建立了具备高流强与低能散特性的12C2+束流系统，用于伽莫夫能区核反应的精密测量。最后，结合终端实验需求，提出了装置未来的发展方向，包括调能系统拓展与三离子协同供束能力增强等，以期进一步提升平台对核天体物理、核能材料等领域的支撑能力。
低能量强流高电荷态重离子加速器装置（LEAF）是中国科学院近代物理研究所承担的国家重大科研仪器项目，旨在构建一台具备高电荷态、高流强、全谱系离子加速能力的低能重离子综合实验装置。系统介绍了该装置的结构、核心部件设计参数及束流调控策略，并重点报告了装置试运行期间在束流加速能力、多离子混合束制备及低能散碳离子束调控等方面取得的代表性进展。截至目前，LEAF已累计为终端实验提供超过13 000 h束流支持，覆盖质荷比为2～7的多种离子种类，实现了高电荷态、高流强重离子束流的稳定加速。平台构建了适用于协同辐照研究的“鸡尾酒束”运行模式，并建立了具备高流强与低能散特性的12C2+束流系统，用于伽莫夫能区核反应的精密测量。最后，结合终端实验需求，提出了装置未来的发展方向，包括调能系统拓展与三离子协同供束能力增强等，以期进一步提升平台对核天体物理、核能材料等领域的支撑能力。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250148
摘要:
背向受激拉曼散射与背向受激布里渊散射是激光聚变中广泛存在的两种激光等离子体不稳定性。为了深入理解两者之间的竞争过程，通过求解包含超高斯电子分布函数的五波耦合方程，并考虑了离子-离子碰撞对离子极化率的修正，分析了CH等离子体中Langdon效应和离子碰撞对两种不稳定性竞争关系和反射率的影响，研究结果表明，Langdon效应既可以改变背向受激拉曼散射与背向受激布里渊散射的色散关系，也可以改变电子等离子体波和离子声波的阻尼，而离子-离子碰撞的修正则主要是改变背向受激布里渊散射的色散关系和离子声波的阻尼，两者都可以使背向受激拉曼散射在密度相对更低的条件下在与背向受激布里渊散射的竞争中占据优势。
背向受激拉曼散射与背向受激布里渊散射是激光聚变中广泛存在的两种激光等离子体不稳定性。为了深入理解两者之间的竞争过程，通过求解包含超高斯电子分布函数的五波耦合方程，并考虑了离子-离子碰撞对离子极化率的修正，分析了CH等离子体中Langdon效应和离子碰撞对两种不稳定性竞争关系和反射率的影响，研究结果表明，Langdon效应既可以改变背向受激拉曼散射与背向受激布里渊散射的色散关系，也可以改变电子等离子体波和离子声波的阻尼，而离子-离子碰撞的修正则主要是改变背向受激布里渊散射的色散关系和离子声波的阻尼，两者都可以使背向受激拉曼散射在密度相对更低的条件下在与背向受激布里渊散射的竞争中占据优势。
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doi: 10.11884/HPLPB202638.250271
摘要:
基于反射阵列天线基础理论并利用参考相位优化方法，提出了一种适用于高功率微波双频反射阵列天线的相位综合方法。该方法充分考虑天线单元在不同入射波角度下的反射相位状态、电场强度以及与结构参数之间的对应关系，并进一步引入了筛选阈值的概念以提升系统功率容量，同时通过参考相位优选来缓解因筛选阈值而丢失掉小部分相移曲线引起的口径效率降低。该方法能够简化双频反射阵列天线流程并有效提升天线性能。为了验证方法的正确性，设计了一种多方框形状的改进型反射阵列天线单元，并用所提出方法开展双频反射阵列天线设计。该27×27单元阵列的工作频率为4.3 GHz和10.0 GHz，口径效率分别达到了67.37%和48.69%，真空中的功率容量达到数百兆瓦，有效验证了所提出相位综合方法的适用性。
基于反射阵列天线基础理论并利用参考相位优化方法，提出了一种适用于高功率微波双频反射阵列天线的相位综合方法。该方法充分考虑天线单元在不同入射波角度下的反射相位状态、电场强度以及与结构参数之间的对应关系，并进一步引入了筛选阈值的概念以提升系统功率容量，同时通过参考相位优选来缓解因筛选阈值而丢失掉小部分相移曲线引起的口径效率降低。该方法能够简化双频反射阵列天线流程并有效提升天线性能。为了验证方法的正确性，设计了一种多方框形状的改进型反射阵列天线单元，并用所提出方法开展双频反射阵列天线设计。该27×27单元阵列的工作频率为4.3 GHz和10.0 GHz，口径效率分别达到了67.37%和48.69%，真空中的功率容量达到数百兆瓦，有效验证了所提出相位综合方法的适用性。
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doi: 10.11884/HPLPB202537.250138
摘要:
针对精确评估目标高功率微波后门耦合效应困难的问题，本文以典型金属腔体为对象，提出“强耦合区域覆盖率”指标，采用时域有限差分法（FDTD）建立仿真模型，分析了高功率微波波形参数对后门耦合效应的影响。研究发现：腔体固有谐振频率下强耦合覆盖率显著高于非谐振频率；脉冲宽度增至特定值时，谐振频率下覆盖率趋于稳定；极化角从水平向垂直变化时，覆盖率有显著变化；叠加不同谐振频率可填补非强耦合区域空白，进一步提高覆盖率；脉冲前沿对覆盖率影响较小。该研究可为高功率微波后门耦合效应机理及参数优化提供关键技术支撑。
针对精确评估目标高功率微波后门耦合效应困难的问题，本文以典型金属腔体为对象，提出“强耦合区域覆盖率”指标，采用时域有限差分法（FDTD）建立仿真模型，分析了高功率微波波形参数对后门耦合效应的影响。研究发现：腔体固有谐振频率下强耦合覆盖率显著高于非谐振频率；脉冲宽度增至特定值时，谐振频率下覆盖率趋于稳定；极化角从水平向垂直变化时，覆盖率有显著变化；叠加不同谐振频率可填补非强耦合区域空白，进一步提高覆盖率；脉冲前沿对覆盖率影响较小。该研究可为高功率微波后门耦合效应机理及参数优化提供关键技术支撑。
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2025, 37: 113001.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250274
摘要:
无人机蜂群与低空经济的发展凸显了高功率微波（HPM）攻防技术的战略价值。针对无人机导航天线和数据链天线，基于COMSOL构建三维电磁耦合模型，通过场-路协同仿真分析其在HPM辐照下的时频响应特性。结果表明：导航天线在带内及邻近频段无论线极化或圆极化激励，均出现上升沿展宽、下降沿“截断”等波形失真，因其等效为窄带移相网络，在“宽带”脉冲激励下引发强烈色散，导致时域波形畸变；而数据链天线在各类激励下波形保持完整，其原因是幅频与相频响应平坦，色散弱。频域结果显示，两类天线最大耦合电压偏移于中心频点，最大功率位于中心频点。导航天线对右旋圆极化响应最强，但频偏时出现左旋耦合增强现象；数据链天线对各类极化响应相近，呈极化不敏感性。研究认为，天线的极化类型与频率选择性通过内在色散机制主导HPM耦合过程，决定能量响应与波形完整性，建议构建“前端滤波−瞬态抑制−系统冗余”的多层级防护体系，提升无人机电磁韧性。
无人机蜂群与低空经济的发展凸显了高功率微波（HPM）攻防技术的战略价值。针对无人机导航天线和数据链天线，基于COMSOL构建三维电磁耦合模型，通过场-路协同仿真分析其在HPM辐照下的时频响应特性。结果表明：导航天线在带内及邻近频段无论线极化或圆极化激励，均出现上升沿展宽、下降沿“截断”等波形失真，因其等效为窄带移相网络，在“宽带”脉冲激励下引发强烈色散，导致时域波形畸变；而数据链天线在各类激励下波形保持完整，其原因是幅频与相频响应平坦，色散弱。频域结果显示，两类天线最大耦合电压偏移于中心频点，最大功率位于中心频点。导航天线对右旋圆极化响应最强，但频偏时出现左旋耦合增强现象；数据链天线对各类极化响应相近，呈极化不敏感性。研究认为，天线的极化类型与频率选择性通过内在色散机制主导HPM耦合过程，决定能量响应与波形完整性，建议构建“前端滤波−瞬态抑制−系统冗余”的多层级防护体系，提升无人机电磁韧性。
2025, 37: 113002.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250205
摘要:
为分析复杂电磁环境对无人机作战效能的影响，建立“复杂度特征-子系统性能-作战能力”三层评估体系。首先区分电磁环境的复杂度特征为时间占用度、频谱占用度、空间占用度及信号密度，并采用层次分析法确定特征权重，其次分解出通信可靠性、导航精度等7项无人机子系统性能指标与任务能力、生存能力、响应能力及抗干扰能力4项作战能力，并建立三者的耦合关系模型，然后通过归一化处理与敏感系数聚合推导出作战效能量化公式，表明电磁复杂度与无人机作战效能呈显著负相关，最后基于MATLAB软件构建复杂电磁战场环境，对不同电磁环境下无人机的作战效能进行仿真，进一步论证结果，并证明相同电磁环境下抗干扰能力强的无人机作战效能更优秀。
为分析复杂电磁环境对无人机作战效能的影响，建立“复杂度特征-子系统性能-作战能力”三层评估体系。首先区分电磁环境的复杂度特征为时间占用度、频谱占用度、空间占用度及信号密度，并采用层次分析法确定特征权重，其次分解出通信可靠性、导航精度等7项无人机子系统性能指标与任务能力、生存能力、响应能力及抗干扰能力4项作战能力，并建立三者的耦合关系模型，然后通过归一化处理与敏感系数聚合推导出作战效能量化公式，表明电磁复杂度与无人机作战效能呈显著负相关，最后基于MATLAB软件构建复杂电磁战场环境，对不同电磁环境下无人机的作战效能进行仿真，进一步论证结果，并证明相同电磁环境下抗干扰能力强的无人机作战效能更优秀。
2025, 37: 113003.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250143
摘要:
为了优化电磁炮引信电路部件的排布方式，实现减小电磁屏蔽壳体尺寸及重量，针对电磁轨道炮发射的弹药引信电路部件所受电磁场特征，对引信电路模块在引信中的垂直于弹轴发射方向和平行于弹轴发射方向两种典型布置方式进行了电磁特性仿真计算，分别得到引信电路模块上的磁场分布情况、感应电流、电流体积力密度和感应电动势，经对比分析计算结果，给出用于电磁轨道炮发射弹药引信电路部件的优化设计思路。
为了优化电磁炮引信电路部件的排布方式，实现减小电磁屏蔽壳体尺寸及重量，针对电磁轨道炮发射的弹药引信电路部件所受电磁场特征，对引信电路模块在引信中的垂直于弹轴发射方向和平行于弹轴发射方向两种典型布置方式进行了电磁特性仿真计算，分别得到引信电路模块上的磁场分布情况、感应电流、电流体积力密度和感应电动势，经对比分析计算结果，给出用于电磁轨道炮发射弹药引信电路部件的优化设计思路。
2025, 37: 113004.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250206
摘要:
基于改进的S参数反演法，对具有色散特性和各向异性的蜂窝结构复合材料进行了等效化研究。利用三维电磁仿真软件CST与自由空间测试系统，完成对蜂窝结构及其等效平板的建模、仿真和实物测试。通过改变平面波的入射角度，分别获取垂直入射和斜入射条件下的蜂窝模型散射参数。利用反演程序依次推导出各入射条件对应的等效电磁参数，并将其应用于等效的匀质平板中，从而实现对蜂窝结构的等效化处理。通过对比蜂窝结构等效前后散射参数的仿真和实测结果，验证了该方法的准确性和可行性。
基于改进的S参数反演法，对具有色散特性和各向异性的蜂窝结构复合材料进行了等效化研究。利用三维电磁仿真软件CST与自由空间测试系统，完成对蜂窝结构及其等效平板的建模、仿真和实物测试。通过改变平面波的入射角度，分别获取垂直入射和斜入射条件下的蜂窝模型散射参数。利用反演程序依次推导出各入射条件对应的等效电磁参数，并将其应用于等效的匀质平板中，从而实现对蜂窝结构的等效化处理。通过对比蜂窝结构等效前后散射参数的仿真和实测结果，验证了该方法的准确性和可行性。
2025, 37: 113005.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250075
摘要:
针对电磁脉冲通过孔缝耦合进入电子设备腔体引发的干扰和损坏问题，基于时域有限差分法建立了理想导体矩形腔体的数值模型，系统分析了电磁脉冲的耦合特性。重点考察了不同入射角度和连续脉冲激励下腔体内的电磁场分布规律，采用时频联合分析方法揭示了孔缝耦合的共振机制。结果表明：孔缝耦合会导致特定频率下电场显著增强，其峰值可达入射场的数倍；正入射时腔体内共振效应最为明显，而斜入射条件下不同电场分量因边界条件限制呈现差异化响应；连续脉冲作用会引发电场能量累积，但其增长幅度受腔体驻波效应制约。此外，研究发现腔体共振频率与其结构尺寸密切相关，验证了孔缝耦合的频率选择特性，为电子设备在强电磁环境中的防护设计提供了理论依据和技术参考。
针对电磁脉冲通过孔缝耦合进入电子设备腔体引发的干扰和损坏问题，基于时域有限差分法建立了理想导体矩形腔体的数值模型，系统分析了电磁脉冲的耦合特性。重点考察了不同入射角度和连续脉冲激励下腔体内的电磁场分布规律，采用时频联合分析方法揭示了孔缝耦合的共振机制。结果表明：孔缝耦合会导致特定频率下电场显著增强，其峰值可达入射场的数倍；正入射时腔体内共振效应最为明显，而斜入射条件下不同电场分量因边界条件限制呈现差异化响应；连续脉冲作用会引发电场能量累积，但其增长幅度受腔体驻波效应制约。此外，研究发现腔体共振频率与其结构尺寸密切相关，验证了孔缝耦合的频率选择特性，为电子设备在强电磁环境中的防护设计提供了理论依据和技术参考。
2025, 37: 113006.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250273
摘要:
无人机在高功率微波（HPM）辐照下的后门耦合效应是当前电磁防护与反制领域的重要课题。针对某型微型无人机，开展HPM辐照下的电磁耦合特性研究，旨在揭示其在不同频率与入射角条件下的电磁响应规律与损伤机制。基于无人机运动规律，建立了融合飞行动态与姿态变化的双坐标系模型；借助COMSOL Multiphysics仿真平台，依据逐级毁伤的思路，系统分析了1～18 GHz频段内不同入射角下无人机机壳与内部飞控主板的电场与电流分布。仿真结果表明：选型无人机的典型后门耦合通道——机身侧边开孔是连接外部辐照和内部损伤的核心；随着频率和入射角增大，机壳表面电场与感应电流密度显著增强，尤其在14 GHz附近因开孔结构与Ku波段波导口面尺寸接近引发谐振，导致该频点电流密度急剧上升；飞控主板中FM25V05型芯片在14、15、16、18 GHz频点易出现过压，其中Vdd端在18 GHz时电压高达21.868 V，远超其工作阈值，可导致功能失效。本研究为HPM反无人机系统的频率优选与作战策略制定提供了理论依据与仿真支持。
无人机在高功率微波（HPM）辐照下的后门耦合效应是当前电磁防护与反制领域的重要课题。针对某型微型无人机，开展HPM辐照下的电磁耦合特性研究，旨在揭示其在不同频率与入射角条件下的电磁响应规律与损伤机制。基于无人机运动规律，建立了融合飞行动态与姿态变化的双坐标系模型；借助COMSOL Multiphysics仿真平台，依据逐级毁伤的思路，系统分析了1～18 GHz频段内不同入射角下无人机机壳与内部飞控主板的电场与电流分布。仿真结果表明：选型无人机的典型后门耦合通道——机身侧边开孔是连接外部辐照和内部损伤的核心；随着频率和入射角增大，机壳表面电场与感应电流密度显著增强，尤其在14 GHz附近因开孔结构与Ku波段波导口面尺寸接近引发谐振，导致该频点电流密度急剧上升；飞控主板中FM25V05型芯片在14、15、16、18 GHz频点易出现过压，其中Vdd端在18 GHz时电压高达21.868 V，远超其工作阈值，可导致功能失效。本研究为HPM反无人机系统的频率优选与作战策略制定提供了理论依据与仿真支持。
2025, 37: 113007.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250278
摘要:
船用气象雷达在远海作业时，除受海杂波影响外，还需面对同频电台、导航雷达及卫星通信等多源耦合电磁干扰，导致传统杂波-目标模型可信度显著下降。提出“杂波-干扰-目标”三维耦合场景下的可信度评估框架，首先，以混合分布模型定义杂波-干扰联合统计特性；然后，构建“时-频-空”三域特征空间，利用多维动态时间规整度量仿真与实测差异；最后，融合杂波、干扰、目标及系统链路误差，输出带不确定性区间的可信度，为复杂电磁环境下仿真模型在线校准与资源调度提供了可量化依据。
船用气象雷达在远海作业时，除受海杂波影响外，还需面对同频电台、导航雷达及卫星通信等多源耦合电磁干扰，导致传统杂波-目标模型可信度显著下降。提出“杂波-干扰-目标”三维耦合场景下的可信度评估框架，首先，以混合分布模型定义杂波-干扰联合统计特性；然后，构建“时-频-空”三域特征空间，利用多维动态时间规整度量仿真与实测差异；最后，融合杂波、干扰、目标及系统链路误差，输出带不确定性区间的可信度，为复杂电磁环境下仿真模型在线校准与资源调度提供了可量化依据。
2025, 37: 113008.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250109
摘要:
针对系留无人机系统可能面临的雷击风险，分析了雷暴背景电场下系留无人机系统周围的静电场分布，确定了系留无人机系统上概率较大的雷击选择点，以此为基础，采用介质击穿模型和亚网格技术相结合的方法，对典型系留无人机系统进行了雷击数值模拟评估，获得了系留无人机系统不同部位的雷击概率分布，揭示了不同因素对系留无人机系统雷击概率的影响规律。结果表明：系留无人机系统遭受雷击的概率会随着系留高度、雷云体电荷密度的增大近似呈线性增加；当系留无人机系统遭受雷击时，无人机旋臂末端遭受雷击的概率最高，其次是无人机机身，系留线缆遭受雷击的概率相对较小。
针对系留无人机系统可能面临的雷击风险，分析了雷暴背景电场下系留无人机系统周围的静电场分布，确定了系留无人机系统上概率较大的雷击选择点，以此为基础，采用介质击穿模型和亚网格技术相结合的方法，对典型系留无人机系统进行了雷击数值模拟评估，获得了系留无人机系统不同部位的雷击概率分布，揭示了不同因素对系留无人机系统雷击概率的影响规律。结果表明：系留无人机系统遭受雷击的概率会随着系留高度、雷云体电荷密度的增大近似呈线性增加；当系留无人机系统遭受雷击时，无人机旋臂末端遭受雷击的概率最高，其次是无人机机身，系留线缆遭受雷击的概率相对较小。
2025, 37: 113009.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250118
摘要:
针对战场环境中无人机数据链容易受到单音干扰影响而导致帧同步失败的现象，以直接序列扩频型数据链为研究对象，通过对干扰机理的分析，针对干扰的前门耦合效应，建立带内单源单音干扰和双源双音干扰两种典型场景中的失锁阈值模型，为了验证模型的有效性，以某型无人机数据链为试验对象，采用电磁干扰注入的方式开展了单源和双源干扰注入的效应试验，得到了不同干扰的失锁阈值，试验结果表明：失锁阈值的理论值与试验值变化趋势一致，验证了模型的有效性，该模型能够为试验设计提供理论依据。最后，研究了单源和双源干扰对数据链的效应规律，得到了单源干扰失锁阈值随工作信号功率、干扰频率的变化趋势，以及失锁时双源干扰中干扰1功率随工作信号功率、干扰1频率、干扰2功率和频率的变化趋势。
针对战场环境中无人机数据链容易受到单音干扰影响而导致帧同步失败的现象，以直接序列扩频型数据链为研究对象，通过对干扰机理的分析，针对干扰的前门耦合效应，建立带内单源单音干扰和双源双音干扰两种典型场景中的失锁阈值模型，为了验证模型的有效性，以某型无人机数据链为试验对象，采用电磁干扰注入的方式开展了单源和双源干扰注入的效应试验，得到了不同干扰的失锁阈值，试验结果表明：失锁阈值的理论值与试验值变化趋势一致，验证了模型的有效性，该模型能够为试验设计提供理论依据。最后，研究了单源和双源干扰对数据链的效应规律，得到了单源干扰失锁阈值随工作信号功率、干扰频率的变化趋势，以及失锁时双源干扰中干扰1功率随工作信号功率、干扰1频率、干扰2功率和频率的变化趋势。
2025, 37: 113010.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250085
摘要:
针对瞬态强电磁脉冲远场测量中因地面反射波叠加引起波形畸变的问题，设计了一种基于单极子阵列抑制地面散射的波形复原算法。分别从频域和时域推导基于单极子阵列测量波形提取直达波的原理，分析了计算结果中趋势项及其周期性振荡的原因，对比了不同算法的优缺点，以及不同场景下择优选择算法的依据。为验证算法有效性，在存在地面反射条件下构建了测量系统并开展了实验测试，结果表明，在时域天线不同主轴距离的电场测量中，波形复原算法提取的直达波均与参考直达波一致，幅度误差在0.2 dB以内，二者主波形保真系数大于0.99。测量结果验证该波形复原算法可有效抑制复杂环境中地面散射影响，能够准确实现对直达波波形提取，为该类场景下时域辐射系统参数分离和测量提供有效的方法支撑。
针对瞬态强电磁脉冲远场测量中因地面反射波叠加引起波形畸变的问题，设计了一种基于单极子阵列抑制地面散射的波形复原算法。分别从频域和时域推导基于单极子阵列测量波形提取直达波的原理，分析了计算结果中趋势项及其周期性振荡的原因，对比了不同算法的优缺点，以及不同场景下择优选择算法的依据。为验证算法有效性，在存在地面反射条件下构建了测量系统并开展了实验测试，结果表明，在时域天线不同主轴距离的电场测量中，波形复原算法提取的直达波均与参考直达波一致，幅度误差在0.2 dB以内，二者主波形保真系数大于0.99。测量结果验证该波形复原算法可有效抑制复杂环境中地面散射影响，能够准确实现对直达波波形提取，为该类场景下时域辐射系统参数分离和测量提供有效的方法支撑。
2025, 37: 113011.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250163
摘要:
混响室的场各向异性系数定量评估了混响室性能且可用于混响室间的比较，对于混响室性能评估具有重要作用。首先对混响室场各向异性系数理论分布情况进行了介绍，明确理想情况下二维场各向异性系数应为0，三维场各向异性系数应为0.5547 ；然后基于三维电场探头按标准对混响室场各向异性系数进行了评估，各频点二维场各向异性系数处于[−0.1, 0.1]之间，三维场各向异性系数处于[0.5254 , 0.5589 ]之间，整体小于−15 dB，按标准该混响室具有“良好的”性能；最后针对测试流程繁复的问题提出了基于混响室散射参数的场各向异性系数优化测试方法，所需测试次数成倍减少，试验结果显示除个别频点外整体场各向异性系数小于−15 dB，与原方法基本相同，为混响室性能评估提供了重要工程实践指导经验。
混响室的场各向异性系数定量评估了混响室性能且可用于混响室间的比较，对于混响室性能评估具有重要作用。首先对混响室场各向异性系数理论分布情况进行了介绍，明确理想情况下二维场各向异性系数应为0，三维场各向异性系数应为
2025, 37: 113012.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250152
摘要:
高功率微波可通过“前门”耦合毁伤通信系统的射频前端关键器件，导致系统性能降级或失效。对于相控阵通信系统，其射频通道数量多，各射频通道损伤程度并不一致，这种非对称的损伤会造成相控阵天线波束合成受到影响，导致系统性能更加恶化。通过半实物仿真实验和系统级辐照实验，开展了典型相控阵通信系统的非对称损伤效应研究。研究结果表明，高功率微波毁伤相控阵通信系统后将造成各通道出现非对称损伤，且幅相不一致性越大，尤其是相位不一致性越大，系统性能受到的额外损失也就越大。
高功率微波可通过“前门”耦合毁伤通信系统的射频前端关键器件，导致系统性能降级或失效。对于相控阵通信系统，其射频通道数量多，各射频通道损伤程度并不一致，这种非对称的损伤会造成相控阵天线波束合成受到影响，导致系统性能更加恶化。通过半实物仿真实验和系统级辐照实验，开展了典型相控阵通信系统的非对称损伤效应研究。研究结果表明，高功率微波毁伤相控阵通信系统后将造成各通道出现非对称损伤，且幅相不一致性越大，尤其是相位不一致性越大，系统性能受到的额外损失也就越大。
2025, 37: 113013.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250073
摘要:
高功率微波试验是研究半导体器件在强电磁环境下损伤效应的重要手段。然而，传统试验方法主要依赖人工操作，难以精准测定器件的失效阈值，影响实验的重复性和可靠性。为提升测试精度并减少人为误差，基于半导体器件与高功率微波相互作用机制，设计了一套高功率微波脉冲自动化试验系统及标准化试验流程。以典型商用低噪声放大器为研究对象，系统评估其在高功率微波脉冲作用下的损伤阈值。通过同步测量器件的时域响应、频域特性及电流变化，并结合失效前后的参数对比分析，精确确定器件的失效阈值点。进一步地针对失效器件的一次、二次及三次损伤过程进行系统评估，并结合微观物理机制探讨损伤累积效应对器件关键参数的影响，以揭示失效机理。
高功率微波试验是研究半导体器件在强电磁环境下损伤效应的重要手段。然而，传统试验方法主要依赖人工操作，难以精准测定器件的失效阈值，影响实验的重复性和可靠性。为提升测试精度并减少人为误差，基于半导体器件与高功率微波相互作用机制，设计了一套高功率微波脉冲自动化试验系统及标准化试验流程。以典型商用低噪声放大器为研究对象，系统评估其在高功率微波脉冲作用下的损伤阈值。通过同步测量器件的时域响应、频域特性及电流变化，并结合失效前后的参数对比分析，精确确定器件的失效阈值点。进一步地针对失效器件的一次、二次及三次损伤过程进行系统评估，并结合微观物理机制探讨损伤累积效应对器件关键参数的影响，以揭示失效机理。
2025, 37: 113014.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250141
摘要:
基于国内外混响室应用现状，聚焦机载平台、一般电子电气设备、汽车电子部件及军用设备分系统等领域的辐射敏感度测试标准，系统梳理了试验要求与方法，并对比分析了频率范围、波形特性、场均匀性等关键指标的差异。针对当前军民领域混响室应用场景，研究指出了现有辐射敏感度测试标准的局限性，并提出以下改进方向：统一军民标准关键指标、优化军用测试标准、构建标准化场强评估体系。该研究为相关领域技术人员提供了重要参考，有助于提升高场强环境下产品设计及验证效率，从而优化研发资源配置。
基于国内外混响室应用现状，聚焦机载平台、一般电子电气设备、汽车电子部件及军用设备分系统等领域的辐射敏感度测试标准，系统梳理了试验要求与方法，并对比分析了频率范围、波形特性、场均匀性等关键指标的差异。针对当前军民领域混响室应用场景，研究指出了现有辐射敏感度测试标准的局限性，并提出以下改进方向：统一军民标准关键指标、优化军用测试标准、构建标准化场强评估体系。该研究为相关领域技术人员提供了重要参考，有助于提升高场强环境下产品设计及验证效率，从而优化研发资源配置。
2025, 37: 113015.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250107
摘要:
针对无人机卫星导航系统抗压制干扰评估缺乏标准化与定量化的问题，提出一种注入-辐照联合的动态试验方法。该方法构建了可复现多源、动态复杂电磁压制环境的试验体系，实现了从射频注入到空间辐照的全链路考核。以某型七阵元GNSS接收机为对象，静态试验量化了多干扰源对其空间滤波的饱和效应（干信比门限从单源106 dB降至六源60 dB）。动态试验（转速2°/s）揭示了动态场景下干扰空间几何构型变化对系统自适应算法的复杂时域-空域耦合效应：在六干扰源、70 dB干信比下，定位成功率达100%，反而优于其静态失效门限，证实了动态几何构型变化对自适应算法的复杂影响。
针对无人机卫星导航系统抗压制干扰评估缺乏标准化与定量化的问题，提出一种注入-辐照联合的动态试验方法。该方法构建了可复现多源、动态复杂电磁压制环境的试验体系，实现了从射频注入到空间辐照的全链路考核。以某型七阵元GNSS接收机为对象，静态试验量化了多干扰源对其空间滤波的饱和效应（干信比门限从单源106 dB降至六源60 dB）。动态试验（转速2°/s）揭示了动态场景下干扰空间几何构型变化对系统自适应算法的复杂时域-空域耦合效应：在六干扰源、70 dB干信比下，定位成功率达100%，反而优于其静态失效门限，证实了动态几何构型变化对自适应算法的复杂影响。
2025, 37: 113016.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250153
摘要:
基于里德堡原子的量子微波传感技术因其具有自校准、大带宽、高灵敏度以及低扰动等特点，具有颠覆传统电磁场测量方式的潜力。为探索量子微波传感技术在复杂电磁环境测试领域的应用方法，发掘其相较于传统方式的应用优势，利用有限元方法验证了量子微波传感技术的低扰动测量特性，建立了基于里德堡原子的设备内部电场测量方法，证明了其绘制设备内部高分辨率电磁场分布特征的能力。结果表明，量子微波传感技术对待测场的扰动极小，其电场测量分辨率可达毫米级别，可为复杂电磁环境效应分析与评估提供关键数据支撑。
基于里德堡原子的量子微波传感技术因其具有自校准、大带宽、高灵敏度以及低扰动等特点，具有颠覆传统电磁场测量方式的潜力。为探索量子微波传感技术在复杂电磁环境测试领域的应用方法，发掘其相较于传统方式的应用优势，利用有限元方法验证了量子微波传感技术的低扰动测量特性，建立了基于里德堡原子的设备内部电场测量方法，证明了其绘制设备内部高分辨率电磁场分布特征的能力。结果表明，量子微波传感技术对待测场的扰动极小，其电场测量分辨率可达毫米级别，可为复杂电磁环境效应分析与评估提供关键数据支撑。
2025, 37: 113017.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250277
摘要:
以人为代表的生物智能可以在数据智能、感知智能、认知智能和自主智能四个层次上移植到通用智能，随着智能无人技术的发展，电子系统正依照这四个层次逐步向智能化、自主化发展。电磁防护仿生作为电子系统保持其自身电磁兼容性、具备复杂电磁环境适应性，并耐受一定电磁威胁的防护手段，与电子系统同步发展，追求将生物体的智能与智慧映射到电磁防护设计中。基于无人机通信、导航、探测与控制四项性能，初步探讨从数据智能、感知智能、认知智能和自主智能四个层次实现仿生映射的电磁防护设计方法。
以人为代表的生物智能可以在数据智能、感知智能、认知智能和自主智能四个层次上移植到通用智能，随着智能无人技术的发展，电子系统正依照这四个层次逐步向智能化、自主化发展。电磁防护仿生作为电子系统保持其自身电磁兼容性、具备复杂电磁环境适应性，并耐受一定电磁威胁的防护手段，与电子系统同步发展，追求将生物体的智能与智慧映射到电磁防护设计中。基于无人机通信、导航、探测与控制四项性能，初步探讨从数据智能、感知智能、认知智能和自主智能四个层次实现仿生映射的电磁防护设计方法。
2025, 37: 113018.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250259
摘要:
日益增长的电磁辐射对电子设备、人体健康、环境等造成了严重的危害。从生物质衍生的碳基材料，由于高孔隙率、低密度、介电损耗强、来源广泛、成本低廉等优点被认为具有极强的电磁吸收潜力。基于此，本研究以丝瓜作为碳前驱体，引入NiCo2O4磁性粒子，制备了NiCo2O4/C电磁波吸收材料（NCO）。NiCo2O4粒子的引入，不仅增强了复合材料的磁损耗性能，还调节了介电性能，优化了阻抗匹配。由于独特的网状结构以及界面极化、电导损耗、磁损耗等损耗机制的协同作用，NiCo2O4/C复合材料获得了良好的电磁波吸收特性，其最强反射损耗为−47.46 dB，最宽吸收频带为5.68 GHz（12～17.68 GHz），几乎覆盖整个Ku波段。此外，本研究还通过雷达散射截面面积仿真，证明了NCO-2复合材料具有一定的实际应用价值。这项工作为开发绿色可持续的高性能生物质衍生碳基复合材料提供了理论和实验基础。
日益增长的电磁辐射对电子设备、人体健康、环境等造成了严重的危害。从生物质衍生的碳基材料，由于高孔隙率、低密度、介电损耗强、来源广泛、成本低廉等优点被认为具有极强的电磁吸收潜力。基于此，本研究以丝瓜作为碳前驱体，引入NiCo2O4磁性粒子，制备了NiCo2O4/C电磁波吸收材料（NCO）。NiCo2O4粒子的引入，不仅增强了复合材料的磁损耗性能，还调节了介电性能，优化了阻抗匹配。由于独特的网状结构以及界面极化、电导损耗、磁损耗等损耗机制的协同作用，NiCo2O4/C复合材料获得了良好的电磁波吸收特性，其最强反射损耗为−47.46 dB，最宽吸收频带为5.68 GHz（12～17.68 GHz），几乎覆盖整个Ku波段。此外，本研究还通过雷达散射截面面积仿真，证明了NCO-2复合材料具有一定的实际应用价值。这项工作为开发绿色可持续的高性能生物质衍生碳基复合材料提供了理论和实验基础。
2025, 37: 113019.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250145
摘要:
随着电子侦察、通信及雷达领域的发展，测向系统向高精度、宽频段、大动态、实时性方向提出了更高的要求。针对测向系统的宽频段需求，设计了一种20 MHz～40 GHz超宽频段范围的多通道阵列测向系统，详细介绍了系统的硬件组成和测向原理，以及系统的接收机、天线阵列、测向算法的设计实现过程。该测向系统基于多阵列天线采用空间谱测向体制进行测向，可实现20 MHz～40 GHz频段范围、瞬时最大带宽1 GHz的测向任务。测向系统已在项目中得以应用和验证。
随着电子侦察、通信及雷达领域的发展，测向系统向高精度、宽频段、大动态、实时性方向提出了更高的要求。针对测向系统的宽频段需求，设计了一种20 MHz～40 GHz超宽频段范围的多通道阵列测向系统，详细介绍了系统的硬件组成和测向原理，以及系统的接收机、天线阵列、测向算法的设计实现过程。该测向系统基于多阵列天线采用空间谱测向体制进行测向，可实现20 MHz～40 GHz频段范围、瞬时最大带宽1 GHz的测向任务。测向系统已在项目中得以应用和验证。
2025, 37: 113020.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250126
摘要:
针对电磁频谱环境复杂多域这一问题，提出了基于时序卷积网络与双向长短期记忆网络融合的电磁信号调制识别算法。首先，设计了双向长短期记忆网络（Bi-LSTM）来捕捉时序数据的双向依赖关系，提升对复杂调制模式的判别能力；其次，将时序卷积网络（TCN）与Bi-LSTM通过级联架构进行融合，实现了分层时序特征提取与双向动态建模；最后，加入改进的局部敏感哈希注意力机制（LSH attention），降低注意力矩阵复杂度的同时提高识别的精准度。数据预处理方面提出了一种KNN-BH处理方法，能够提高频谱特征的提取精度。在RML2016.10a数据集上的实验结果表明，相较7个对比算法，TCN-LSTM-LSH attention算法的识别效果最佳，其对11类信号调制的整体识别准确率达到64.71%。证实了该算法在电磁频谱应用中的潜能与价值。
针对电磁频谱环境复杂多域这一问题，提出了基于时序卷积网络与双向长短期记忆网络融合的电磁信号调制识别算法。首先，设计了双向长短期记忆网络（Bi-LSTM）来捕捉时序数据的双向依赖关系，提升对复杂调制模式的判别能力；其次，将时序卷积网络（TCN）与Bi-LSTM通过级联架构进行融合，实现了分层时序特征提取与双向动态建模；最后，加入改进的局部敏感哈希注意力机制（LSH attention），降低注意力矩阵复杂度的同时提高识别的精准度。数据预处理方面提出了一种KNN-BH处理方法，能够提高频谱特征的提取精度。在RML2016.10a数据集上的实验结果表明，相较7个对比算法，TCN-LSTM-LSH attention算法的识别效果最佳，其对11类信号调制的整体识别准确率达到64.71%。证实了该算法在电磁频谱应用中的潜能与价值。
2025, 37: 113021.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250076
摘要:
电子设备在运行过程中产生的电磁辐射可能导致信息泄漏，对信息安全构成威胁。电磁指纹识别方法在安全检测和漏源定位中发挥着重要作用。电磁指纹识别在实际检测中需要准确性和适应性，现有电磁指纹识别方法存在跨采样率适配性差、高频特征提取不足等缺陷。为此提出增强型神经网络架构ELEC-TDNN，模型融合了通道注意力机制与多尺度时序建模能力，设计引入局部信号增强层等模块，并基于自建双采样率（1.25 GHz/500 MHz）的USB设备电磁辐射数据集进行了实验。实验结果表明，ELEC-TDNN具有较高的精度，能够适应不同的采样率。在500 MHz采样率下，模型等错误率最低可达0.35%，在1.25 GHz高频场景下，等错误率为5.23%。
电子设备在运行过程中产生的电磁辐射可能导致信息泄漏，对信息安全构成威胁。电磁指纹识别方法在安全检测和漏源定位中发挥着重要作用。电磁指纹识别在实际检测中需要准确性和适应性，现有电磁指纹识别方法存在跨采样率适配性差、高频特征提取不足等缺陷。为此提出增强型神经网络架构ELEC-TDNN，模型融合了通道注意力机制与多尺度时序建模能力，设计引入局部信号增强层等模块，并基于自建双采样率（1.25 GHz/500 MHz）的USB设备电磁辐射数据集进行了实验。实验结果表明，ELEC-TDNN具有较高的精度，能够适应不同的采样率。在500 MHz采样率下，模型等错误率最低可达0.35%，在1.25 GHz高频场景下，等错误率为5.23%。
2025, 37: 113022.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250120
摘要:
战场无人机的数据链射频前端容易受到高功率微波干扰和损伤而不能正常发挥工作效能。为研究无人机数据链射频前端高功率微波耦合规律与防护，建立数据链天线和射频前端电路PCB仿真模型，以不同载波频率、脉宽、极化方向和上升沿时间的高功率微波分别对数据链天线进行辐照，得到天线输出口端接负载的耦合电压波形，然后将其注入数据链射频芯片外围接收电路中，得到射频芯片引脚的耦合电压，完整模拟了高功率微波的场-路耦合过程。选用一款2.45 GHz的PIN限幅器进行电磁防护。结果表明：无人机数据链射频前端电路的Si24R1芯片引脚耦合电压幅值随着载波频率的上升出现了尖峰现象，随着极化角的增加，耦合电压出现了较大的降低，脉冲宽度和上升沿变化对耦合电压幅值影响不大。PIN限幅器在保证信号接收质量情况下能显著降低高功率微波对射频前端电路的耦合电压，提升了无人机数据链的电磁防护性能。
战场无人机的数据链射频前端容易受到高功率微波干扰和损伤而不能正常发挥工作效能。为研究无人机数据链射频前端高功率微波耦合规律与防护，建立数据链天线和射频前端电路PCB仿真模型，以不同载波频率、脉宽、极化方向和上升沿时间的高功率微波分别对数据链天线进行辐照，得到天线输出口端接负载的耦合电压波形，然后将其注入数据链射频芯片外围接收电路中，得到射频芯片引脚的耦合电压，完整模拟了高功率微波的场-路耦合过程。选用一款2.45 GHz的PIN限幅器进行电磁防护。结果表明：无人机数据链射频前端电路的Si24R1芯片引脚耦合电压幅值随着载波频率的上升出现了尖峰现象，随着极化角的增加，耦合电压出现了较大的降低，脉冲宽度和上升沿变化对耦合电压幅值影响不大。PIN限幅器在保证信号接收质量情况下能显著降低高功率微波对射频前端电路的耦合电压，提升了无人机数据链的电磁防护性能。
2025, 37: 113023.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250134
摘要:
为改善复杂电磁环境下无人机导航受影响需实现自主定位问题，提出一种基于多模态特征融合和粒子群算法优化的地形匹配算法。针对单一模态特征易受电磁干扰定向破坏的问题，并兼顾无人机机载内存与实时性要求，该算法从合成孔径雷达图像提取旋转不变均匀局部二值模式特征，以及从高程图提取频域能量分布特征。针对特征数值尺度差异导致的融合偏差问题，设计基于特征敏感度的动态权重特征融合方法，以融合后的堪培拉距离作为相似性测度标准。在匹配阶段，粒子群算法代替了传统遍历搜索，优化整个搜索匹配过程。实验结果表明，基于本文构建的包含山地、平原、特征稀疏沙漠等典型区域的测试数据集，所提地形匹配算法的匹配成功率均不低于90%。在分别注入高斯、相干斑和脉冲三种噪声后，该算法具有良好的鲁棒性，与单模态算法相比，匹配成功率上升30%。
为改善复杂电磁环境下无人机导航受影响需实现自主定位问题，提出一种基于多模态特征融合和粒子群算法优化的地形匹配算法。针对单一模态特征易受电磁干扰定向破坏的问题，并兼顾无人机机载内存与实时性要求，该算法从合成孔径雷达图像提取旋转不变均匀局部二值模式特征，以及从高程图提取频域能量分布特征。针对特征数值尺度差异导致的融合偏差问题，设计基于特征敏感度的动态权重特征融合方法，以融合后的堪培拉距离作为相似性测度标准。在匹配阶段，粒子群算法代替了传统遍历搜索，优化整个搜索匹配过程。实验结果表明，基于本文构建的包含山地、平原、特征稀疏沙漠等典型区域的测试数据集，所提地形匹配算法的匹配成功率均不低于90%。在分别注入高斯、相干斑和脉冲三种噪声后，该算法具有良好的鲁棒性，与单模态算法相比，匹配成功率上升30%。
2025, 37: 113024.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250127
摘要:
随着旋翼无人机在空中雷暴电场探测等领域的应用变得越来越广泛，其在邻近雷击环境下的适应性问题也变得越来越突出。利用邻近雷击脉冲电场和脉冲磁场模拟装置，对无人机内部线缆的耦合效应进行了测试，获取了不同模块的连接线在邻近雷击脉冲电场和磁场作用下的耦合电流波形。结果表明，在邻近雷击脉冲电场作用下，无人机内部各模块之间的连接线都会耦合出较大电流，其中电机与电子调速器之间的电流峰值最高，达到了12 A；脉冲磁场对各连接线缆的耦合效应主要集中在脉冲电压信号上升沿段，电流波形变化更快。研究结果可为无人机的邻近雷击防护设计提供借鉴。
随着旋翼无人机在空中雷暴电场探测等领域的应用变得越来越广泛，其在邻近雷击环境下的适应性问题也变得越来越突出。利用邻近雷击脉冲电场和脉冲磁场模拟装置，对无人机内部线缆的耦合效应进行了测试，获取了不同模块的连接线在邻近雷击脉冲电场和磁场作用下的耦合电流波形。结果表明，在邻近雷击脉冲电场作用下，无人机内部各模块之间的连接线都会耦合出较大电流，其中电机与电子调速器之间的电流峰值最高，达到了12 A；脉冲磁场对各连接线缆的耦合效应主要集中在脉冲电压信号上升沿段，电流波形变化更快。研究结果可为无人机的邻近雷击防护设计提供借鉴。
2025, 37: 113025.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250119
摘要:
采用溶剂热法合成了氧化锌包覆石墨烯的纳米复合材料。SEM表征显示，氧化锌纳米颗粒均匀覆盖在石墨烯表面，能充分发挥氧化锌的场致相变性能和石墨烯的导电性能及大比表面积优势。制备的GN/ZnO复合材料在质量分数5%～8%时，展现出显著的非线性导电特性，其相变阈值电场为0.19～0.53 kV/mm，非线性系数α为4.01～5.44。实验证实，该材料在低电场下保持绝缘性，高电场下迅速转变为高导电状态，抑制静电放电。不同浓度的复合材料展现出不同的开关场强，可根据操作条件和需求调整材料性能。这为开发智能电磁防护材料提供了理论依据和实践指导。
采用溶剂热法合成了氧化锌包覆石墨烯的纳米复合材料。SEM表征显示，氧化锌纳米颗粒均匀覆盖在石墨烯表面，能充分发挥氧化锌的场致相变性能和石墨烯的导电性能及大比表面积优势。制备的GN/ZnO复合材料在质量分数5%～8%时，展现出显著的非线性导电特性，其相变阈值电场为0.19～0.53 kV/mm，非线性系数α为4.01～5.44。实验证实，该材料在低电场下保持绝缘性，高电场下迅速转变为高导电状态，抑制静电放电。不同浓度的复合材料展现出不同的开关场强，可根据操作条件和需求调整材料性能。这为开发智能电磁防护材料提供了理论依据和实践指导。
2025, 37: 113026.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250192
摘要:
谐振腔作为速调管的重要组成部分，其特性对速调管的性能具有决定性影响。在高波段速调管领域，受加工工艺和焊接技术的限制，多采用一体化加工的矩形谐振腔。传统的一体化矩形谐振腔在进行频率调节时容易产生谐振腔频率偏差，频率偏差较大时会导致谐振腔无法使用等问题。据此，提出了一种实用新型频率调节结构。将该结构应用于矩形谐振腔时，可实现大幅度的频率调节，有效补偿因零件加工公差导致的频率偏差。应用此结构后，频率调节操作变得简便、快速，可以显著提升速调管的研制效率，为高波段速调管的优化与发展提供了新的技术路径。
谐振腔作为速调管的重要组成部分，其特性对速调管的性能具有决定性影响。在高波段速调管领域，受加工工艺和焊接技术的限制，多采用一体化加工的矩形谐振腔。传统的一体化矩形谐振腔在进行频率调节时容易产生谐振腔频率偏差，频率偏差较大时会导致谐振腔无法使用等问题。据此，提出了一种实用新型频率调节结构。将该结构应用于矩形谐振腔时，可实现大幅度的频率调节，有效补偿因零件加工公差导致的频率偏差。应用此结构后，频率调节操作变得简便、快速，可以显著提升速调管的研制效率，为高波段速调管的优化与发展提供了新的技术路径。
2025, 37: 113027.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250151
摘要:
针对薄型化微波吸波材料在低频段带宽受限的技术瓶颈，提出一种基于双层磁性介质与榫眼结构的新型吸波体设计方案，重点突破材料厚度与吸收带宽间的制约关系，实现L/S频段电磁波的高效吸收。研究采用磁性介质基板构建双层异质结构，结合表面周期排布的榫眼式金属谐振单元，利用磁损耗与结构谐振的协同效应增强电磁能量耗散。仿真结果表明，该吸波体在1.16～2.82 GHz频段内吸收率超过90%，有效覆盖L波段并延伸至S波段部分频段，在薄层条件下实现了1.66 GHz的宽频吸收，解决了低频段吸波材料厚度与带宽的矛盾，可为新一代薄型宽带吸波体的工程应用提供可行方案。
针对薄型化微波吸波材料在低频段带宽受限的技术瓶颈，提出一种基于双层磁性介质与榫眼结构的新型吸波体设计方案，重点突破材料厚度与吸收带宽间的制约关系，实现L/S频段电磁波的高效吸收。研究采用磁性介质基板构建双层异质结构，结合表面周期排布的榫眼式金属谐振单元，利用磁损耗与结构谐振的协同效应增强电磁能量耗散。仿真结果表明，该吸波体在1.16～2.82 GHz频段内吸收率超过90%，有效覆盖L波段并延伸至S波段部分频段，在薄层条件下实现了1.66 GHz的宽频吸收，解决了低频段吸波材料厚度与带宽的矛盾，可为新一代薄型宽带吸波体的工程应用提供可行方案。
2025, 37: 113028.
doi: 10.11884/HPLPB202537.250275
摘要:
针对卫星通信系统对宽频带天线及波束可调性的需求，提出一种覆盖11.45～11.7 GHz和12.25～12.75 GHz的双频段贴片天线设计，并基于阵列分析与优化方法提升系统性能。首先，通过改进贴片结构及馈电网络设计，实现天线在目标频段内S11≤−20 dB，且在11～13 GHz范围内S11≤−15 dB。其次，构建10×10天线阵列，分析其等效全向辐射功率（EIRP）与增益噪声温度比（G/T），验证上下行链路性能指标。进一步提出基于Tabu算法的相位加权优化方法，将波束宽度扩展为等幅同相阵列的1.8倍。仿真实验结果表明，该设计可满足Ku波段卫星通信对宽频带与波束灵活性的要求，为复杂电磁环境下天线系统优化提供新思路。
针对卫星通信系统对宽频带天线及波束可调性的需求，提出一种覆盖11.45～11.7 GHz和12.25～12.75 GHz的双频段贴片天线设计，并基于阵列分析与优化方法提升系统性能。首先，通过改进贴片结构及馈电网络设计，实现天线在目标频段内S11≤−20 dB，且在11～13 GHz范围内S11≤−15 dB。其次，构建10×10天线阵列，分析其等效全向辐射功率（EIRP）与增益噪声温度比（G/T），验证上下行链路性能指标。进一步提出基于Tabu算法的相位加权优化方法，将波束宽度扩展为等幅同相阵列的1.8倍。仿真实验结果表明，该设计可满足Ku波段卫星通信对宽频带与波束灵活性的要求，为复杂电磁环境下天线系统优化提供新思路。
