汽车迫停器.pdf

1、10申请公布号CN102019918A43申请公布日20110420CN102019918ACN102019918A21申请号200910176829622申请日20090922B60T7/16200601H02J17/0020060171申请人李学全地址518000广东省深圳罗湖区湖景花园湖滨阁29C72发明人李学全54发明名称汽车迫停器57摘要本发明公开了一种汽车迫停器，包括宽谱电磁脉冲源，宽谱电磁脉冲源主要由电源及控制系统、重复频率高压发生器、宽谱脉冲产生器、宽谱天线组成，其特征在于电源及控制系统连接重复频率高压发生器，重复频率高压发生器将电源提供的能量转化为高压，馈入宽谱脉冲产生器，宽

2、谱脉冲产生器将高压脉冲信号转化为宽谱高功率脉冲，通过宽谱天线向空间辐射。它利用宽谱脉冲产生、高功率宽谱天线、快上升时间的重复频率MARX发生器等方面的关键技术，可实现电磁脉冲车辆迫停。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102019932A1/1页21一种汽车迫停器，包括宽谱电磁脉冲源，宽谱电磁脉冲源主要由电源及控制系统、重复频率高压发生器、宽谱脉冲产生器、宽谱天线组成，其特征在于电源及控制系统连接重复频率高压发生器，重复频率高压发生器将电源提供的能量转化为高压，馈入宽谱脉冲产生器，宽谱脉冲产生器将高压脉冲信号转化为宽谱高功率脉冲，

3、通过宽谱天线向空间辐射。2根据权利要求1所述的汽车迫停器，其特征在于所述的电源及控制系统可实现充电电压设定、充电监测与控保；控制系统主要包括总控和监测两部分，总控计算机完成对宽带源初始化和工作状态的自动查询，监测和判断，总控计算机与宽带源之间的通信主要是完成对充电脉冲源的启动和停止以及进行紧急关机；监测信号系统进行发射源输出数据、源状态信息及辐射场的采集，回传到总控计算机进行实时显示和储存。3根据权利要求1所述的汽车迫停器，其特征在于所述重复频率高压发生器采用重复频率MARX发生器，发生器采用正负双边恒流充电，发生器主要元器件有无感电容、隔离器件及场畸变开关。4根据权利要求1所述的汽车迫停器，

4、其特征在于所述宽谱天线通过纳秒锐化开关及LC振荡器产生的宽谱脉冲经宽谱天线辐射。5根据权利要求1或3所述的汽车迫停器，其特征在于重复频率高压产生采用重复频率MARX技术路线来实现，包括200KV重复频率MARX发生器，输出电压200KV，建立时间小于80NS，电压传输效率达89；开关腔内充纯SF6气体，发生器可以在重复频率1HZ20HZ下稳定运行。权利要求书CN102019918ACN102019932A1/3页3汽车迫停器技术领域0001本发明涉及一种汽车迫停器。背景技术0002高功率宽谱电磁脉冲产生和辐射技术，近年来在国内外得到了较快的发展。20世纪90年代中期以前，人们提到高功率微波武器

5、系统，基本上是指窄带高功率微波系统和超宽谱射频系统。而对介于这两种极端情况之间的宽谱WB电磁脉冲源关注不多。但近年来，由于这种源在小型、紧凑以及耦合、效应方面的特点，欧美各国都对宽谱射频系统产生了浓厚的兴趣，并看好其应用前景。美图高功率微波武器技术研究的一位主要牵头人美国空军研究实验室高功率微波技术部的负责人WILLIAMPRATHER给出的宽谱电磁脉冲系统的主要参数为频率位于0109GHZ之间，带宽为10左右，微波振荡周期为十几个50的迅速衰减的正弦脉冲或多个振荡脉冲。介于窄带和超宽谱这两种极端情况之间的宽谱电磁脉冲系统，具有许多独特的优点。相对于窄带高功率微波系统，宽谱电磁脉冲系统采用LC

6、振荡方式，直接通过天线向空间辐射，不需要产生相对论电子束，减少了系统的中间环节，结构简单，因此可以更容易做到小型化；同时，该系统所辐射脉冲的带宽较宽，易于耦合进入靶目标内部，10的带宽已充分体现了其针对多目标的面杀伤扰乱威力，因此无需对靶目标进行过多的先验性了解和频率选择，对众多目标同时具有较大的杀伤威力，目标防护很困难。与超宽谱电磁脉冲系统相比，由于宽谱电磁脉冲具有载频，因而辐射天线的效率相对较高，定向辐射的能力也要高得多，可保证具有一定的射程；同时，宽谱电磁脉冲还具有高得多的能谱密度和耦合效率，易于在电子设备上产生效应。正因为存在这些优势，宽谱电磁脉冲系统具有很好的应用前景。发明内容000

7、3本发明的目的在于提供一种汽车迫停器，它利用宽谱脉冲产生、高功率宽谱天线、快上升时间的重复频率MARX发生器等方面的关键技术，可实现电磁脉冲车辆迫停。0004为了达到上述目的，本发明由以下的技术方案来实现。0005一种汽车迫停器，包括宽谱电磁脉冲源，宽谱电磁脉冲源主要由电源及控制系统、重复频率高压发生器、宽谱脉冲产生器、宽谱天线组成，其特征在于电源及控制系统连接重复频率高压发生器，重复频率高压发生器将电源提供的能量转化为高压，馈入宽谱脉冲产生器，宽谱脉冲产生器将高压脉冲信号转化为宽谱高功率脉冲，通过宽谱天线向空间辐射。0006本发明汽车迫停器是警察通过强电磁脉冲干扰汽车电子系统，使汽车熄火的设

8、备。由于电磁脉冲进入装备内部的电子学系统，在多个分系统和器件内部的金属表面或金属导线上产生感应电流、电压，或对半导体介质加热导致升温，造成电路器件状态反常，或使器件性能下降，甚至半导体器件、微波器件被损伤、被烧毁等，从而干扰、扰说明书CN102019918ACN102019932A2/3页4乱、甚至损伤电子装置，破坏电子系统的正常功能，最终使装备失效。因此宽谱电磁脉冲应用包括排除路边炸弹、扫雷、车辆迫停、扰乱信息处理设备和数字电子学系统等应用。具有很好的警用和军用市场。主要用途汽车拦截、摧毁遥控炸弹的起爆电路、摧毁隐藏在墙体里面的窃听器。它利用宽谱脉冲产生、高功率宽谱天线、快上升时间的重复频率

9、MARX发生器等方面的关键技术，可实现电磁脉冲车辆迫停。附图说明0007图1为本发明宽谱电磁脉冲源组成原理框图具体实施方式0008下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。0009如图1所示的一种汽车迫停器，包括宽谱电磁脉冲源，宽谱电磁脉冲源主要由电源及控制系统、重复频率高压发生器、宽谱脉冲产生器、宽谱天线组成。本发明电源及控制系统连接重复频率高压发生器，重复频率高压发生器将电源提供的能量转化为高压，馈入宽谱脉冲产生器，宽谱脉冲产生器将高压脉冲信号转化为宽谱高功率脉冲，通过宽谱天线向空间辐射。0010本发明的电源及控制系统可实现充电电压设定、充电监测与控保；控制系统主要包括总控和监

10、测两部分，总控计算机完成对宽带源初始化和工作状态的自动查询，监测和判断，具有异常事故紧急处理的功能。总控计算机与宽带源之间的通信主要是完成对充电脉冲源的启动和停止以及进行紧急关机；监测信号系统进行发射源输出数据、源状态信息及辐射场的采集，回传到总控计算机进行实时显示和储存。0011本发明初级供电电源采用恒流源，充电电源技术指标如下0012充电电压1KV50KV连续可调0013充电工作模式单次、外触发、1HZ100HZ连续可调0014充电时间5MS0015负载电容量224NF0016单边电源一次输出能量0017单边电源输出平均功率PWF3KW0018充电平均电流ICU0/T240MA0019电源

11、输出平均功率P12KW0020电源输出峰值功率PMAX24KW0021本发明为了实现系统的小型化，采用开关电源的技术路线，这样同等功率的电源体积和重量因变压器体积和重量的减少而减少许多倍。另外考虑整个系统的使用特点，采用固定脉冲宽度、固定开关频率，而且是零电流开关的串联谐振逆变器是最合适的电路。0022本发明发生器前三级开关采用触发导通方式，且触发脉冲幅值为7080开关工作电压时，MARX发生器可以稳定建立起来。开关最大工作电压设计为100KV，同时，改善开关同步性能的一个重要途径是减小触发脉冲前沿，为此，触发脉冲源主要技术指标为说明书CN102019918ACN102019932A3/3页5

12、0023输出脉冲电压100KV0024脉冲前沿上升时间100NS0025脉冲前沿抖动时间100NS50前沿0026重复频率1100HZ，连续可调0027输出脉冲极性高压负脉冲0028本发明重复频率高压发生器采用重复频率MARX发生器，发生器采用正负双边恒流充电，减少了开关数目，缩短了充电时间，增加了各级回路充电的均匀性，充电效率大大提高，更利于在高重复频率下运行；在恒流充电过程中隔离器件相当于短路，不影响充电性能，可适当地增大电感L，这样可减小旁路放电损失的能量，且增加开关间隙过电压的持续时间，有利于球隙击穿动作，能改善发生器的同步性能。本发明发生器主要元器件有无感电容、隔离器件及场畸变开关。

13、0029本发明宽谱天线通过纳秒锐化开关及LC振荡器产生的宽谱脉冲经宽谱天线辐射。0030本发明宽谱电磁脉冲实验通过开展相关实验研究，对宽谱脉冲产生器、宽谱天线等的理论设计参数进行验证，并根据实验结果，对理论设计参数进行修正和优化，确定最佳设计参数。通过安装、调试，使系统的实验结果满足总体指标要求。0031为实现装置的小型化，将采用高压电缆连接各部分，需要对高压电缆的接口进行优化设计，解决高气压密封和沿面电场击穿等问题，以实现高功率下的功率传输；0032开展并解决各分系统间的高压绝缘和电磁兼容等问题；0033开展宽谱电磁脉冲测试技术研究，研制用于宽谱辐射场测试的接收天线和宽谱脉冲测试系统，进行宽

14、谱发射器系统整机性能以及辐射场性能测试。0034本发明的新型宽谱电磁脉冲源，控制系统可实现充电电压设定、充电监测、控保及计算机远程控制；初级充电电源采用开关电源技术路线，实现恒流充电；在理论设计、数值模拟及实验研究基础上，设计的500KVMARX发生器选用正负双边恒流充电，通过带磁棒的隔离器件、超高压电容和带中心圆盘的场畸变开关建立起脉宽几十纳秒的高压脉冲，并实现圆柱型结构设计，可满足宽谱电磁脉冲源小型化要求。0035本发明开展宽谱电磁脉冲源关键，主要由电源及控制系统、重复频率高压发生器、宽谱脉冲产生器、宽带天线等部分组成。针对宽谱电磁脉冲源的组成，重复频率高压产生技术、宽谱脉冲产生技术、宽谱

15、天线技术等；除此之外，还涉及到安装调试及应用方面的研究，包括宽谱电磁脉冲实验技术和宽谱电磁脉冲效应技术研究。0036重复频率高压产生，采用重复频率MARX技术路线来实现，包括200KV重复频率MARX发生器，输出电压200KV，建立时间小于80NS，电压传输效率达89开关腔内充纯SF6气体，发生器可以在重复频率1HZ20HZ下稳定运行。0037宽谱脉冲产生采用LC振荡技术，基于LC振荡技术产生宽谱脉冲的原理性实验，实验结果与设计结果基本一致，通过实验验证了技术路线的可行性；因而采用LC振荡方式产生200MW的宽谱脉冲的技术路线是可行的。0038在宽谱天线研究方面，现已开展了基于LC振荡技术辐射宽谱脉冲的原理性实验，辐射的中心频率和带宽都与模拟计算结果基本一致。说明书CN102019918ACN102019932A1/1页6图1说明书附图CN102019918A