旋磁非线性传输线的小型化强电磁脉冲源仿真研究

基于旋磁非线性传输线的小型化强电磁脉冲源的仿真研究 基于旋磁非线性传输线（Gyromagnetic NonLinear Transmission Line, GNLTL）的小型化强电磁脉冲源是一种新型的电磁脉冲源技术，具有小型化、抗高过载和高效率等优点。该技术无需驱动电子束、导引磁场系统和真空系统，结构相对简单，通常尺寸小于电真空管1～3个量级。 GNLTL技术可以实现传统HPM技术难以实现的频率范围，同时还能通过电感磁芯的初始状态调节中心频率和相位。与传统电磁脉冲弹采用爆磁压缩发生器驱动电真空管的方法相比，采用GNLTL的宽谱强电磁脉冲源的方案能实现全固态化，有潜力满足弹载环境度对载荷提出的小型化和抗高过载要求。 GNLTL技术不仅能大大提高能量利用率，还能重复频率运行，突破传统电磁脉冲弹单次运行的限制。此外，高功率微波辐射装置的研究方向逐渐从追求单台源的更高功率转向了高功率微波辐射装置的小型化、高效率、可变频等方向。 国外，针对GNLTL的宽谱强电磁脉冲源的研究集中在俄罗斯大电流所（IHCE）、英国MBDALtd和美国得克萨斯大学（TTU）这3家机构。这些机构已经取得了重要的研究成果，例如俄罗斯大电流所（IHCE）已经实现了射频脉冲的频率在0.5～5.0GHz，功率在几十到几百兆瓦，重频达到800Hz～65MHz。 国内，对GNLTL宽谱强电磁脉冲源的研究以中国工程物理研究院应用电子学研究所为代表，但起步较晚。中国工程物理研究院应用电子学研究所已经在数值模拟和实验研究的基础上开展了改进实验，取得了一定的研究成果。 GNLTL技术涉及的因素较多，难以完全通过实验的手段研究其在不同条件下的输出特性。因此，基于仿真研究的方法可以更好地研究GNLTL技术的性能和特性。电子科技大学的俞建国已经采用传输线矩阵法求解1维传输线方程和LLG方程，对GNLTL技术的仿真研究取得了重要的进展。 基于旋磁非线性传输线的小型化强电磁脉冲源技术具有重要的研究价值和应用前景，值得进一步的研究和探索。