传输线开关振荡器测试
radio 2020-1-31原创 高电压技术电磁脉冲EMP
Abstract
Power of Dream ~ MasterSpark Ver1.0

6Y`K~C{TINFB45@I78K[))T.png

将传输线一端连接远高于传输线特征阻抗的负载/天线,另一端连接短路开关,并将其充电,充电后将开关闭合形成短路。传输线段上负载端可近似为开路,开关闭合后形成一个1/4波长谐振子,可输出一个含有若干奇次谐波成分的衰减包络正弦脉冲到负载上。

为了输出足够高的功率,需要传输线和开关具有较高的绝缘耐压。使用变压器油作为介质可以在一定程度上满足这个要求。同时希望开关闭合的速度足够快,即开关闭合时其电阻从高阻下降到远小于传输线特征阻抗的速度足够快,使得传输线可以较短的时间内满足振荡条件,减少在开关闭合过程中的能量损失,对于工作频率在百MHz级别的开关振荡器,通常希望开关的闭合时间在ns量级,油介质火花开关在一些条件下可以满足这项要求。

介质击穿开关的闭合速度与其上充电的最高电压有关,而开关所能承受的电压与其上电压的上升速率有关,因此使用Marx发生器之类的脉冲电源为传输线充电有助于提高传输线的储能和开关的性能。

KCNJKE35UTD3VY8C7NI]LOE.png

整体设计图

用线性渐变版本的Vivaldi天线作为负载和辐射器。

GAIN.png

S11.png

smith.png

天线部分的方向图和S11,高频段的阻抗在100Ω附近。



osc.png

image.png

谐振子部分的S11,可见主要模式的谐振频率在200MHz。


先来试验下油介质的绝缘和开关性能。。

image.png

油介质放电后产生肉眼可见的黑色碳“烟雾”,并且形成大量可以长时间存在的气泡,推测含有低沸点的碳氢化合物甚至氢气,严重降低介质绝缘性能,看起来要想个别的法子。。。

从静态充电的击穿电压来估计,实际上3mm间隙的开关只充电到100kV左右就击穿了,远低于文献记载的纯净变压器油耐压值。

其次的问题是尼龙螺柱在油中容易沿面放电,用螺丝上装上多个螺母做成绝缘子形状代替。



有关脉冲效应的一些实测:

1.山寨计算器,近距离受照射后只剩下一个数字残影,操作所有按键均无任何反应,电池重装现象不变,损坏。无视频,因为我的某米手机放在侧面近距离录像时也坏了。

image.png


2.测啥都短路的劣质万用表,使用相机拍摄,相机在较近距离上会死机,在较远距离上只是反光板误动作,可以录到放电后一两帧.

损坏

啊啊啊.gif


3.某为手机

损坏

啊啊啊1.gif

4.正对方向2m+处的洋垃圾笔记本电脑,花屏,风扇狂转,重启后正常。



在天线侧后方5m处用如图的线圈接收到的信号波形:

1580409359188.png

1580410934199.png

1580409402072.png

此示波器带宽只有200M,用另外一台带宽1G的示波器连接800M-6G的PCB Vivaldi天线在侧后方6m处观看:

1580409324786.png


[修改于 25 天前 - 2020-02-01 23:03:20]

+1  学术分    虎哥   2020-02-14   这个应该是首个不民科的EMP方面的DIY,为广大爱好者指引了正确的方向。
来自:激光与微波 / 电磁脉冲EMP高压与强磁 / 高电压技术
 
4
2020-1-31 22:14:19
1楼

如此牛逼的内容居然没人回帖

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-02-01 00:06:47
2楼

原理有点接近EMP bomb 了

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-02-02 02:15:09
2020-2-2 2:15:09
3楼

牛逼的都不知道说什么好了[旺柴]

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
4楼

大概可以武器化了



折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-02-13 21:39:14
2020-2-13 21:39:14
5楼

安全第一

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-02-14 12:40:42
6楼

这玩意储能比高压电容低多了,缘何效果如此非凡?

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
7楼

能不能整个时域仿真,看看和示波器的结果对的上不?

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
radio(作者)
8楼
引用 量子隧道 发表于 6 楼的内容:
这玩意储能比高压电容低多了,缘何效果如此非凡?

储能只是其中的一方面,输出的功率也是很重要的,这个峰值功率并不低。

更重要的是要能产生频率足够高的成分才能高效地将能量辐射出去,这个是大储能的电容器不易做到的。

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
radio(作者)
9楼
引用 三水合番 发表于 7 楼的内容:
能不能整个时域仿真,看看和示波器的结果对的上不?

示波器的波形是在半开放环境下测的,应该含有与周围墙壁来回反射的成分,仅供定性参考。定量测量可能要找个电磁暗室之类的地方用标定过的天线来测。

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
10楼
引用 radio 发表于 9 楼的内容:
示波器的波形是在半开放环境下测的,应该含有与周围墙壁来回反射的成分,仅供定性参考。定量测量可能要找个.....

暗室的话,大概率不能让这东西进

也许可以找两栋挨得比较近的楼,在楼顶上测……

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-02-19 09:24:44
2020-2-19 9:24:44
11楼

666666666

大佬啊!

电脑是Lenovo吗?

还有距离具体是多少啊









最后。。。那个计算器我看成了  精 子  品质

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
插入表情
我的表情
共享表情
Emoji
上传
注意事项
最大尺寸100px,超过会被压缩。为保证效果,建议上传前自行处理。
建议上传自己DIY的表情,严禁上传侵权内容。
点击重试等待上传{{s.progress}}%处理中...已上传
空空如也~
草稿箱
加载中...
此处只插入正文,如果要使用草稿中的其余内容,请点击继续创作。
{{fromNow(d.toc)}}
{{getDraftInfo(d)}}
标题:{{d.t}}
内容:{{d.c}}
继续创作
删除插入插入
{{forum.displayName}}
{{forum.countThreads}}
篇文章,
{{forum.countPosts}}
条回复
{{forum.description || "暂无简介"}}
ID: {{user.uid}}
{{submitted?"":"投诉"}}
请选择违规类型:
{{reason.description}}
支持的图片格式:jpg, jpeg, png