专利摘要

专利摘要

微波点火试验装置，涉及微波技术。本发明包括顺次连接的磁控管、环形器、横截面为矩形的微波谐振腔；所述微波谐振腔的腔体内设置有两对内导体，其中，第一对内导体包括两个尺寸相同、顶面相对且共轴设置的圆台导体，圆台导体的底面固定设置于微波谐振腔相对的两个内壁；第二对内导体包括两个尺寸相同、顶面相对且共轴设置的圆台导体，圆台导体的底面固定设置于微波谐振腔相对的两个内壁，第二对内导体中的一个圆台内导体的顶面开设有凹槽；第一对内导体中的圆台导体底面半径大于第二对内导体中的圆台导体底面半径。本发明结构简单，易于实现，可重复进行试验，且不需要真空设备。

权利要求

1.微波点火试验装置，其特征在于，包括顺次连接的磁控管(2)、环形器(4)、横截面为矩形的微波谐振腔(6)；所述微波谐振腔(6)的腔体内设置有两对内导体，其中，

第一对内导体包括两个尺寸相同、顶面相对且共轴设置的圆台导体，圆台导体的底面固定设置于微波谐振腔(6)相对的两个内壁；

第二对内导体包括两个尺寸相同、顶面相对且共轴设置的圆台导体，圆台导体的底面固定设置于微波谐振腔(6)相对的两个内壁，第二对内导体中的一个圆台内导体的顶面开设有凹槽；

第一对内导体中的圆台导体底面半径大于第二对内导体中的圆台导体底面半径。

2.如权利要求1所述的微波点火试验装置，其特征在于，第一对内导体和第二对内导体皆设置于微波谐振腔(6)的宽壁。

3.如 权利要求1所述的微波点火试验装置，其特征在于，第一对内导体和第二对内导体的轴线皆与微波谐振腔(6)的宽壁中线相交，所述宽壁中线平行于微波谐振腔(6)的轴线。

说明书

技术领域

本发明涉及微波技术。

背景技术

微波点火与助燃技术作为一种新型点火方式，与传统点传火方式相比，具有诸多优势：点火延迟时间大大缩短；具有良好的点火性能，火药的装填密度可增加；具有良好的温度补偿作用，对火药的燃烧有显著增强作用；点火装置结构简单，无需电极，不仅有助于产生高纯度等离子体，还可延长系统寿命。

验证点火系统性能及可靠性的通常做法是：直接设计一套微波点火装置，应用于火炮上，进行火炮点火试验，进行技术验证和可靠性考核，发现问题后再进行修正，而后再次进行试验并循环往复。该做法主要问题是：花费的时间、人力、物力、财力巨大，能耗高，且较为危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、安全可靠的微波点火试验装置。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，微波点火试验装置，其特征在于，包括顺次连接的磁控管、环形器、横截面为矩形的微波谐振腔；所述微波谐振腔的腔体内设置有两对内导体，其中，

第一对内导体包括两个尺寸相同、顶面相对且共轴设置的圆台导体，圆台导体的底面固定设置于微波谐振腔相对的两个内壁；

第二对内导体包括两个尺寸相同、顶面相对且共轴设置的圆台导体，圆台导体的底面固定设置于微波谐振腔相对的两个内壁，第二对内导体中的一个圆台内导体的顶面开设有凹槽；

第一对内导体中的圆台导体底面半径大于第二对内导体中的圆台导体底面半径。

本发明中，圆台的顶面半径小于底面半径。

进一步的，第一对内导体和第二对内导体皆设置于微波谐振腔的宽壁。

第一对内导体和第二对内导体的轴线皆与微波谐振腔的宽壁中线相交，所述宽壁中线平行于微波谐振腔的轴线。

本发明可在较低的微波功率下，实现火药的点火，测定火药的点火阈值，获得火药微波点火特性。该装置满足点火试验功率需求，且结构简单，安全可靠。

本发明具有下述技术效果：

(1)通过对波导内部击穿放电结构的优化设计，采用较低功率的微波源即可实现火药点燃所需微波场强，并且场强大小可调，能耗低，花费少，微波辐射小；

(2)该点火装置结构简单，易于实现，可重复进行试验，且不需要真空设备；

(3)利用该装置进行火药点火试验，所需火药剂量很小(1g左右)，操作简单，安全可靠；

(4)采用开口波导天线作为微波匹配负载，可利用高速摄像机拍摄整个火药点火过程，有利于问题查找和点火特性分析研究。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种应用于火药特性研究的微波点火试验装置示意图；

图2为图1中所示微波点火试验装置中微波谐振腔的内部结构示意图。

图中标记：

1-磁控管驱动电源、2-磁控管、3-微波输入口、4-环形器、5-传输波导、6-微波谐振腔、7-高速摄像机、8-内导体一、9-内导体二、10-内导体三、11-内导体四

具体实施方式

参见图1，本发明的测试系统包括微波功率单元、微波传输系统和微波谐振腔，工作原理如下：微波功率单元产生特定频率和特定功率的微波脉冲，产生的微波通过微波传输系统传输，进入微波谐振腔中，发生谐振，在装置内部第二对内导体(小圆台)末端(顶部)产生一个强电场。调节注入功率大小可改变小圆台末端场强，强场击穿放置在其末端的火药，产生等离子体，并引燃火药，随后，在微波与等离子体的相互作用下，实现火药的快速完全燃烧。

所述微波功率单元包括磁控管驱动电源和磁控管，磁控管产生特定频率和特定功率的微波脉冲，并输出至微波传输系统；

所述微波传输系统包括环形器、传输波导等，用于将所述磁控管产生的入射微波和被系统反射的微波分离，并将微波传输到所述微波谐振腔；

所述微波谐振腔内部采用非对称结构，其内部由一对尺寸较大的圆台(第一对内导体)和一对尺寸较小的圆台(第二对内导体)组成，两对内导体具有最佳组合尺寸和最佳相对位置，使腔体谐振频率为指定频率，并且在第二对内导体末端产生一个强电场，第一对内导体末端产生的场强约为第二对内导体末端场强的十分之一。通过输入功率大小控制，可实现大范围内电场强度变化，实现不同火药点火试验需求。

实施例(适用于S波段)：

如图1所示，微波点火试验装置主要包括微波功率单元、微波传输系统和微波谐振腔。微波功率单元包括磁控管驱动电源1和磁控管2，其中磁控管的频率为2.45GHz，功率在1kW，磁控管用于将直流电场中所取得的直流能量最大限度地转换成微波能量，并通过微波输入口3输出至环形器4，将所述磁控管产生的入射微波和被系统反射的反射微波分离，最后经传输波导5传输至微波谐振腔6。

图2是微波谐振腔6的结构示意图。微波谐振腔包括外导体和内导体，所述外导体的内轮廓与外轮廓封闭构成；外导体的外轮廓与标准的BJ26波导一致，并具有可以与微波传输系统连接的标准法兰盘；外导体的内轮廓与标准BJ26波导一致；

所述内导体包括内导体一8、内导体二9、内导体三10和内导体四11构成；内导体一8和内导体二9尺寸相同(底面半径29mm，顶面半径1mm、高度18.59mm)，构成第一对内导体；内导体三10和内导体四11尺寸相同(底面半径6mm，顶面半径1mm、高度21.09mm)构成第二对内导体，各内导体皆为圆台状；内导体一8、内导体二9和内导体三10圆锥体顶部为平面，内导体四11圆锥体顶部有凹槽；内导体一8和内导体二9共轴，内导体三10和内导体四11共轴；内导体一8、内导体二9、内导体三10和内导体四11底部与外导体直接相连，图2中，内导体采用螺纹结构固定在微波谐振腔的宽壁。

第一对内导体和第二对内导体皆设置于微波谐振腔6的宽壁。第一对内导体和第二对内导体的轴线皆与微波谐振腔6的宽壁中线相交，所述宽壁中线平行于微波谐振腔6的轴线。两对导体的轴线之间的距离为112.5mm。

通过以上微波谐振腔其内部结构的设计，能够在无需任何引火器的情况下，即可在大气压下点燃内导体四11处顶部的火药；此外，微波的损耗低，这样可以大大降低所需的微波功率，提高转换效率。

利用电磁仿真软件设计，输入功率1kW时，小圆台末端电场强度约为1.5*10⁶V/m，该电场强度可以完全实现点火击穿。

微波点火试验装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。