[发明专利]一种电磁脉冲辐射特性测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种电磁脉冲辐射特性测量装置及其测量方法。本发明采用计算机远程监视和控制六轴电控平台、旋转电控台和天线电控导轨，并结合超声波雷达系统进行防碰撞安全联锁保护，从而控制分布在一个或多个圆形轨道的n个天线完成在各个角度下的球面扫描，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；本发明实现了对激光打靶产生电磁脉冲测量的本地和远程控制，以及电磁脉冲的时间和空间辐射特性的精确扫描。

技术领域

本发明涉及高能量密度物理的诊断技术，具体涉及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及其测量方法。

背景技术

近年来随着全球环境污染和能源危机越发严重，对可持续能源的开发及其相关技术的探索成为世界关注的热点问题。通过惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)实现可控核聚变反应所生产的能源具有清洁性、可控性和高效性等优点，成为国际核物理重要的前沿研究领域之一。

激光惯性约束聚变是实现可控核聚变反应的重要方法之一，但是在激光打靶产生核聚变能的过程会产生大量的热电子，并由此诱导强电磁脉冲的辐射，这些电磁脉冲会以靶点为中心向外传播，它们可以穿过激光打靶的靶室，进入靶室外的靶场，它们的辐射范围大、能量大、频带宽，不仅会干扰打靶过程中的物理实验，甚至还将损坏靶室内和靶场中的精密诊断设备和实验辅助设备。因此对此环境下电磁脉冲的测量和研究也是人们一直关注的重点，对电磁脉冲的准确测量也为后续的电磁防护工作奠定了基础。

但是，目前的电磁脉冲测量装置大多还采用定点测量的方式，如果需要变换位置，需要在激光打靶前进入靶室进行手动调节，因此还存在一些问题：脉冲的空间分布测量不全面、脉冲的随时间的演变测量不全面、测量设备的控制灵活性不高以及测量设备在不同环境下的通用性不高，这些因素就影响了后续对电磁脉冲特性的精确分析。

综上所述，如何快速灵活地获取电磁脉冲的时间和空间分布特性对电磁脉冲的分析研究尤为重要。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了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及其测量方法。

本发明的一个目的在于提出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。

本发明的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；