脉冲功率源技术maichong gongliiyuan jishupulse power source technology

产生高功率脉冲以及高功率脉冲发生装置设计与制造的技术。定向能武器(如微波武器、激光武器和粒子束武器)和电磁炮等现代新型武器，需要远远超过常规技术所能获得的高功率脉冲。脉冲功率源技术已成为这些武器制造的关键技术之一，成为军用电子技术的重要组成部分。
脉冲功率源早在20世纪40年代末就用于雷达发射机中，用作脉冲微波管的功率源，常称脉冲调制器。脉冲调制器是产生大功率调制脉冲并用以控制微波管脉冲工作的电路，一般由贮能元件、开关元件和充电限流元件等部分组成。其工作原理是：在脉冲休止期间，开关处于关断状态，贮能元件由电源经充电限流元件缓慢充电，并将能量贮存起来；在脉冲持续期间，开关元件由激励器触发导通，这时贮能元件经开关元件将其部分或全部贮能向负载（如微波管）迅速放电，形成所要求的调制脉冲。60年代，脉冲功率源技术发展到能产生电流大于10kA、电压大于1MV的带电粒子束，这些强流粒子束用于模拟核武器及高能物理研究。80年代以来，随着远程和超远程雷达发射机、高功率微波源、高能加速器及高能激光器的发展和应用，随着新型电子战武器的研制，脉冲功率源技术得到了充分发展。
脉冲功率源技术包括下列主要研究内容：
❶脉冲电路研究。要求高效率地将直流能量转换成电脉冲能量，并要求与微波管或激光器等获得最佳配合，以提高电脉冲能量转换成发射脉冲（微波脉冲或激光脉冲等）能量的效率。目前，一个单脉冲发生器产生的电脉冲的功率可高达10TW(1013W)，实用的也可达到1TW (1012W)，在21世纪初可望转换成100GW(1011W)的微波脉冲发射功率；
❷获得脉冲功率所需的能量的贮存、提取、转换和控制的研究。其目的是为武器装备提供效率高、重量轻和体积小的脉冲能源；
❸脉冲功率源用的关键元器件研究。其中包括脉冲闸流管、固态开关、脉冲电容、高功率密度电池和脉冲变压器等，要求提高耐压性、减轻重量和增加可靠性。例如，美国计划将脉冲功率源用的电容器重量在1990年至1995年期间降低一个数量级，在1995年至2000年期间再降低二个数量级；
❹有关的新材料研究。包括脉冲变压器铁芯材料、电容器材料和高压绝缘材料等。
在研制新型武器装备用的脉冲功率源方面，美国处于领先地位。美国还在加紧发展各种用途的紧凑的轻型脉冲功率源。美国国防部曾多次将与此相关的技术列入国防发展关键技术计划。美国能源部在高能加速器用脉冲功率源方面开展了许多研究工作，正在研制的某种速调管用的脉冲调制器的设计指标为：脉冲电压600kV、脉冲电流600A、脉冲宽度1.4μs。俄罗斯在脉冲功率源方面也有广泛的研究和发展计划，在某些种类的高功率微波振荡器方面领先于美国。中国的脉冲功率源技术随高能加速器和大功率电真空器件的发展而发展。1988年建成的北京正负电子对撞机，装备有中国自制的大功率速调管脉冲调制器，其脉冲电压为270kV，脉冲电流259A，脉冲宽度3μs，脉冲输出功率80MW，速调管的微波脉冲输出功率达30MW。在脉冲开关器件方面，中国制造的闸流管峰值电压已达50kV，峰值电流达5kA。这反映了中国在脉冲功率源技术方面已具有较高的水平。