本實用新型屬于高功率大型激光器電磁場空間分布的測量領域,具體涉及一種用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置。
背景技術:
等離子體環境中誘導激發大量電磁脈沖(Electromagnetic pulse, EMP),這些脈沖分布頻域廣,強度大,不僅影響診斷數據采集的準確性,嚴重時甚至損壞設備。并且其物理機制非常復雜,測量電磁場空間分布對分析復雜等離子體環境也起到一定輔助作用。
測量內部電磁場分布的方法是直接將B-dot磁場天線、D-dot電場天線等天線插入等離子體中,通過測量電流或電壓值計算得磁場或電場分布。單個B-dot磁場天線或D-dot電場天線只能測量局域位置的磁場或電場信號,為獲取電磁脈沖的磁場或電場的傳播機理,需同時檢測一個區域內多處電磁場空間分布,就需要布置多個天線。目前,在實驗中,通常需要經常變換天線的種類和位置,而大型激光裝置內部,往往是高真空環境,且診斷系統本身體積較大、質量較重,不利于天線的安裝與位置調整,亟需一種特殊裝置提高天線的排布和變化效率。
技術實現要素:
本實用新型要解決的技術問題是提供一種用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置。
本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置,其特點是,所述的電磁脈沖診斷裝置為圓筒狀,包括:
1個盲板,為圓形,安裝在大型激光裝置上;
n個SMA接頭;
n個支撐架,支撐架的長度可調,支撐架的中心鏤空,內置同軸線纜,對同軸線纜起到一定電磁屏蔽作用,交錯安放,可減少天線之間的相互耦合;
1個屏蔽套,為圓柱形,用于減少同軸線纜的信號干擾;
n個鎖緊套,用于固定支撐架;
n個天線連接頭,用于固定電場天線和磁場天線,并對天線具有保護作用;
1個架桿,為圓柱形,用于連接內板與盲板;
1個內板,為圓形,用于安裝n個支撐架;
n根同軸線纜;
其連接關系是,所述的n個SMA接頭鑲嵌于圓形的盲板上設置的n個孔洞內;所述的架桿的左端與盲板的中心固定連接,右端與內板的中心固定連接;所述的支撐架的左端套有天線連接頭,支撐架穿過內板,并通過鎖緊套與內板固定;所述的同軸線纜的左端穿出天線連接頭與天線連接,右端連接SMA接頭;所述的屏蔽套罩于架桿的外面。
所述的屏蔽套與內板配裝。
所述的盲板與內板為同軸心設置。
所述的SMA接頭、支撐架、鎖緊套、天線連接頭和同軸線纜的數量相同,一一對應。
本實用新型的一種用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置適用于功率:10~60TW,激光裝置大小為:1~5m半徑的大型激光器。盲板密封安置在激光裝置腔壁上。將SMA接頭鑲嵌于盲板的孔洞內,外接示波器等記錄設備,內連接同軸線纜。激光裝置內的同軸線纜放置在對應設置的支撐架內,屏蔽電磁干擾。并且,設計屏蔽套罩于架桿及同軸線纜外,進一步實現激光裝置內的電磁屏蔽。通過支撐架,調整天線與信號發射源的距離。采用鎖緊套固定支撐架。
本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置設置有n個支撐架與天線連接頭,可同時連接多款天線,同時采集不同方位的磁場信號及電場信號。天線與盲板上的SMA接頭一一對應,密封安裝于激光裝置內,尤其在多發次測量時,如需更換天線,不需要拆卸設備,僅需轉換對應的SMA接頭即可。本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置結構簡單,安裝方便,使用方便。
附圖說明
圖1為本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置的結構示意圖;
圖2為套裝屏蔽套后的外形示意圖;
圖中,1.盲板 2.SMA接頭 3.支撐架 4.屏蔽套 5.鎖緊套 6.天線連接頭 7.架桿 8.內板 9. 同軸線纜。
具體實施方式
下面結合附圖詳細說明本實用新型。
如圖1、圖2所示,本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置為圓筒狀,包括:
1個盲板1,為圓形;
n個SMA接頭2;
n個支撐架3,支撐架3的長度可調,支撐架3的中心鏤空,內置同軸線纜9;
1個屏蔽套4,為圓柱形,用于減少同軸線纜的信號干擾;
n個鎖緊套5;
n個天線連接頭6,用于固定電場天線和磁場天線,并對天線具有保護作用;
1個架桿7,為圓柱形;
1個內板8,為圓形;
n根同軸線纜9;
其連接關系是,所述的n個SMA接頭2鑲嵌于圓形的盲板1上設置的n個孔洞內;所述的架桿7的左端與盲板1的中心固定連接,右端與內板8的中心固定連接;所述的支撐架3的左端套有天線連接頭6,支撐架3穿過內板8,并通過鎖緊套5與內板8固定;所述的同軸線纜9的左端穿出天線連接頭6與天線連接,右端連接SMA接頭2;所述的屏蔽套4罩于架桿7的外面。
所述的屏蔽套4與內板8配裝。
所述的盲板1與內板8為同軸心設置。
所述的SMA接頭2、支撐架3、鎖緊套5、天線連接頭6和同軸線纜9的數量相同,一一對應。
下面介紹本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置工作過程:
a.根據測量需要,連接多款天線,并將本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置安放于待測區域;
b.通過天線采集電勢差信號,傳遞至示波器記錄;
c.數據處理過程如下。
c1.磁場天線的數據處理:
利用測量得到的電壓值V ,根據電磁感應定律,, ,通過積分求解得到磁場數據B 。
c2.電場天線數據處理:
利用測量得到的電壓值V ,結合傳遞函數,其中,,將檢測到的電壓時域值V ,通過快速傅里葉變換得頻域值,天線增益系數G 由電磁場有限元法的全波三維電磁仿真軟件獲取。于頻域上計算電場值E ,最后通過反傅里葉變換得電場時域分布。
本實用新型的用于測量高功率大型激光器的電磁脈沖診斷裝置中的各部件均能夠方便地拆卸與安裝, SMA接頭、鎖緊套、天線連接頭的數量,支撐架、同軸線纜的數量、長度,盲板和屏蔽罩的尺寸等均可根據待測電磁脈沖環境區域的情況進行調整。
本發明不局限于上述具體實施方式,所屬技術領域的技術人員從上述構思出發,不經過創造性的勞動,所作出的種種變換,均落在本發明的保護范圍之內。