[发明专利]一种电磁脉冲辐射特性测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种用于测量激光与物质相互作用环境中电磁脉冲辐射特性的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：计算机、控制器、六轴电控平台、垂直支撑杆、旋转电控台、水平支撑杆、轨道固定器、天线电控导轨、刻度板、天线、示波器、平移台超声波雷达系统、导轨超声波雷达系统和远程控制端；其中，计算机通过通信线缆连接至控制器；控制器通过通信线缆分别连接至六轴电控平台、旋转电控台和天线电控导轨；垂直支撑杆的底端固定在六轴电控平台上；在六轴电控平台的边缘设置平移台超声波雷达系统；在垂直支撑杆的顶端安装旋转电控台，旋转电控台的旋转轴位于水平方向；水平支撑杆的底端安装在旋转电控台上，水平支撑杆位于旋转电控台的旋转轴上；在水平支撑杆的顶端安装轨道固定器；天线电控导轨安装在轨道固定器上，天线电控导轨为一个或多个圆形轨道，每个圆形轨道所在的平面构成各自的轨道平面，每一个圆形轨道的旋转轴垂直于所在的轨道平面且位于圆形轨道的圆心上，对于多个圆形轨道，各相邻的圆形轨道之间的间隔角相等；天线电控导轨上设置的天线的总数量为n，平均分配在天线电控导轨的一个或多个圆形轨道上；在同一个圆形轨道上，每根天线之间的间隔角度为在沿着天线电控导轨的每个圆形轨道的边缘设置有环形的角度刻度板；在天线电控导轨的中心设置靶；天线连接至衰减器，衰减器连至示波器；示波器连接至计算机；在天线电控导轨的外边缘设置导轨超声波雷达系统；平移台超声波雷达系统和导轨超声波雷达系统分别连接至计算机，计算机放置于靶室外的靶场；

进行激光打靶实验，根据刻度板刻有的角度信息，计算机控制天线电控导轨的圆形轨道在各自的轨道平面内围绕圆心旋转，将n个天线设置在设定的角度上；激光器发出激光脉冲至靶，诱导电磁脉冲，n个天线采集电磁脉冲，通过示波器传输至计算机；每打完一发激光脉冲，旋转电控台旋转控制天线电控导轨带动n个天线绕旋转电控台的旋转轴旋转Δα＝180°/(s×m)，Δα为球面旋转间隔角，s为圆形轨道的数量，m为激光脉冲的数量也是球面旋转的次数，即每打一发激光脉冲，进行一次球面旋转，m≥2，直至m发激光脉冲后，带动n个天线完成球面扫描；计算机控制天线电控导轨的圆形轨道在各自的轨道平面内围绕圆心旋转Δθ，Δθ为轨道平面内旋转间隔角，w≥2是决定扫描精度的系数，w越大扫描越精细，继续打m发激光脉冲，旋转电控台，带动n个天线完成球面扫描，直至天线电控导轨的圆形轨道平面内旋转w次，即每一平面内旋转的角度对应m个球面旋转的角度，每一球面旋转的角度对应激光器发出一发激光脉冲至靶，一共进行m×w次打靶；在实验过程中，平移台超声波雷达系统和导轨超声波雷达系统，分别监控六轴电控平台和天线电控导轨的位置，并将位置信息传输至计算机，计算机控制六轴电控平台和天线电控导轨的位置，保证了装置的安全运行，防止发生碰撞；计算机将位置信息传输至远程控制端，并通过远程控制六轴电控平台和天线电控导轨的位置，实现了装置的远程监视和控制功能；计算机根据天线采集的电磁脉冲信号，计算得出各空间点位的电磁脉冲的实际的电场时域信号、实际的电场频域信号和实际的磁场强度值，然后进行空间描点，画出电磁脉冲辐射的空间分布图。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述轨道固定器为一对圆环，分别位于天线电控导轨的两端，圆环所在的平面为竖直平面；在轨道固定器面对天线电控导轨的表面设置有多个均匀分布的安装凹槽，各个安装凹槽之间等间距角，安装凹槽的宽度等于多天线导轨的宽度。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述天线电控导轨包括两个导轨交叉连接器以及一对或多对多天线导轨，两个导轨交叉连接器与一对或多对多天线导轨组合构成一个或多个完整的圆形轨道；对于多个圆形轨道，呈中心对称分布，具有共同的一对顶点，相邻的圆形轨道之间的间隔角相等，相邻的圆形轨道之间的间隔角为π/s，s为圆形轨道的数量。

4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述导轨交叉连接器为多个相同的短圆弧，短圆弧的数量等于圆形轨道的数量，多个相同的短圆弧呈中心对称分布，中心交叉于一个共同的中心点，中心点位于水平方向穿过圆形轨道的顶点上；两个导轨交叉连接器的相对应的一对短圆弧与其中的一对多天线导轨组合构成一个完整的圆形轨道，短圆弧的宽度等于安装凹槽的宽度；导轨交叉连接器位于轨道固定器的圆环的内部，导轨交叉连接器嵌在轨道固定器的安装凹槽内。