CN110761907B - 一种快艇发动机强制熄火装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快艇发动机强制熄火装置，包括低压供电电源、通讯控制单元、微波信号源、高压电源、脉冲调制器、高功率电真空管、循环液冷系统、辐射天线，其中高功率电真空管可产生特殊参数的瞬态高功率微波信号，该信号进过辐射天线耦合至快艇发动机内部，可引起发动机瞬间熄火，使其失去动力，达到低损伤拦阻嫌疑快艇的目标。

Description

一种快艇发动机强制熄火装置
技术领域
本发明属于微波技术领域，具体涉及一种快艇发动机强制熄火装置。
背景技术
快艇作为一种便捷的水上交通工具，极易被犯罪嫌疑人所利用，从事毒品交易、货物走私等非法活动，执法机关在对快艇执行检查时经常碰到拒不配合、驾艇快速逃逸的情况，由于水上追逐极其危险，操作不当极易发生快艇严重毁坏、人员伤亡的后果，严重阻碍了执法的处理速度和时效性，因此一种可隐蔽操作、低风险的快艇拦阻装置极为必要。
瞬态高功率微波是指在极短时间(纳秒或者微妙量级)发射的电磁脉冲，研究表明该瞬态高功率微波能够以“非致命”的手段耦合至快艇发动机内部的控制电路和点火装置，导致其发动机瞬间熄火、快艇减速直至停止，同时不对快艇和驾驶人员造成致命损伤，所以执法部门、安防保卫部门可以通过一种快艇发动机强制熄火装置协助执法机关对各种逃逸走私快艇实现低风险拦阻。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种一种快艇发动机强制熄火装置。
技术方案
一种快艇发动机强制熄火装置，其特征在于包括低压供电电源、通讯控制单元、微波信号源、高压电源、脉冲调制器、高功率电真空管、循环液冷系统和辐射天线，所述低压供电电源将输入的交流电转化为通讯控制单元和微波信号源所需的低压直流电，并通过屏蔽电缆向其供电，防止发射微波对供电信号造成影响；所述的通讯控制单元接收远程控制终端的工作/停止指令开控制微波信号源和高压电源开或关；所述的微波信号源产生特定参数的微波种子源信号，激励高功率电真空管产生更高功率的微波信号；所述的高压电源产生脉冲调制器工作所需的供电电压；所述的脉冲调制器产生驱动高功率电真空管产生高功率微波所需的脉冲能量，该脉冲脉宽范围为100ns-10μs，脉冲重复频率1-100Hz，电压幅值由电真空管的工作电压决定；所述的高功率电真空管将微波信号源产生特定参数的微波种子源信号进行放大后输入辐射天线；所述的循环液冷系统用于对高功率电真空管工作时产生的热量进行快速冷却，防止温度上升导致功率输出失常或者电真空管损坏，该液冷系统内置压缩机，对循环管道内的液体强制降温，使其温度保持在合理的工作范围；；所述的辐射天线将放大后的信号耦合至快艇发动机内部，可引起发动机瞬间熄火，使其失去动力，达到低损伤拦阻嫌疑快艇的目标。
所述的高功率电真空管的磁场工作方式可选择线包磁场或者永磁包装两种形式。
所述的辐射天线可选择形式包括喇叭天线、微带阵列天线、波导缝隙阵列天线。
有益效果
本发明提出的一种快艇发动机强制熄火装置，相对于传统硬接触式快艇拦截处置措施，该装置利用高功率电磁脉冲干扰的原理实现嫌疑快艇动力强制熄火，对主流的各类汽油电喷发动机迫停成功率高，所需工作时间短，极大降低执法风险和附带损失；同时系统采用光纤隔离保证操作人员远离高压工作区域，装置操作安全性高。
附图说明
图1快艇发动机强制熄火装置系统组成示意图；
图2高压脉冲汽车拦阻装置应用示意图；
附图标记如下：图中1-低压供电电源，2-通讯控制单元，3–微波信号源，4-高压电源，5-脉冲调制器，6-高功率电真空管，7-循环液冷系统，8-辐射天线。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
一种快艇发动机强制熄火装置，系统组成框图如图1所示，具体包括低压供电电源1、通讯控制单元2、微波信号源3、高压电源4、脉冲调制器5、高功率电真空管6、循环液冷系统7、辐射天线8，其中6可产生特殊参数的瞬态高功率微波信号，该信号进过8耦合至快艇发动机内部，可引起发动机瞬间熄火，使其失去动力，达到低损伤拦阻嫌疑快艇的目标。
具体地，所述低压供电电源1能够将输入的交流电转化为后续2、3单元工作所需的低压直流电，并通过屏蔽电缆向其供电，防止发射微波对供电信号造成影响；
具体地，所述通讯控制单元2可将接收的工作/停止等信号指令进行动作，控制微波信号源3和高压电源4的开或关，同时上报系统的工作电压、电流等关键参数，实现对装置工作状态的实时监控，该单元与其它设备的通讯采用光缆，防止系统控制信号被发射电磁脉冲干扰；
具体地，所述微波信号源3产生特定参数的微波种子源信号，该信号功率较小(小于10w)，能够激励高功率电真空器件产生更高功率的微波信号；
具体地，所述高压电源4产生脉冲调制器工作所需的供电电压，一般该电压为数千伏或者数十千伏，高压电源的具体工作电压和功率依据高功率电真空管6的输入要求选择；
具体地，所述脉冲调制器5产生驱动高功率电真空管6产生高功率微波所需的脉冲能量，该脉冲脉宽范围为100ns-10μs，脉冲重复频率1-100Hz，电压幅值由电真空管的工作电压决定，此外根据电真空管的类型可能需要具备灯丝悬浮供电电源；
具体地，所述高功率电真空管6将微波信号源3馈入低功率微波进行放大输出，典型峰值输出功率可达兆瓦级，具体可采用磁控管、速调管等多种具备高功率微波输出能力的电真空管，电真空管的磁场工作方式可选择线包磁场或者永磁包装两种形式；
具体地，所述循环液冷系统7用于对电真空器件工作时产生的热量进行快速冷却，防止温度上升导致功率输出失常或者电真空管损坏，该液冷系统内置压缩机，对循环管道内的液体强制降温，使其温度保持在合理的工作范围；
具体地，所述辐射天线8采用高功率容量设计，能够高效地将电真空管产生的高功率微波向指定的自由空间辐射，同时保证输出延时、辐射波束宽度和损耗等指标满足系统要求，该发射天线可选择形式包括喇叭天线、微带阵列天线、波导缝隙阵列天线；
具体地，所述设备之间控制信号均采用光纤传输，防止发射电磁脉冲信号干扰控制指令，同时实现高压电和操作人员的隔离。
快艇发动机强制熄火装置典型应用示意图如附图2所示，快艇发动机强制熄火装置被安装在执法船舶前方，在巡逻过程中一旦确认目标嫌疑快艇后，快速靠近目标快艇后方，向目标发动机方向启动微波发射，嫌疑快艇发动机瞬间熄火，跟随目标快艇待其减速至安全距离时再上船检查执法。
典型的，低压供电电源将船内220V交流转化为15V及5V直流电对通讯控制单元和微波信号源进行供电，微波信号源可产生L波段的低功率信号用于驱动电真空器件，该电真空器件选用高功率磁控管，磁控管输出峰值功率18MW，工作占空比可达1‰，工作电压55kV，脉宽10μs，脉冲调制器工作重复频率85Hz，输出电压60kV，高压直流电源输出电压10-70kV可调，输出功率30kW，并且具有过压保护、过流保护、脉冲隔离、故障上报等功能。

Claims (3)

1.一种快艇发动机强制熄火装置，其特征在于包括低压供电电源（1）、通讯控制单元（2）、微波信号源（3）、高压电源（4）、脉冲调制器（5）、高功率电真空管（6）、循环液冷系统（7）和辐射天线（8），所述低压供电电源（1）将输入的交流电转化为通讯控制单元（2）和微波信号源（3）所需的低压直流电，并通过屏蔽电缆向其供电，防止发射微波对供电信号造成影响；所述的通讯控制单元（2）接收远程控制终端的工作/停止指令控制微波信号源（3）和高压电源（4）开或关；所述的微波信号源（3）产生特定参数的微波种子源信号，激励高功率电真空管（6）产生更高功率的微波信号；所述的高压电源（4）产生脉冲调制器（5）工作所需的供电电压；所述的脉冲调制器（5）产生驱动高功率电真空管（6）产生高功率微波所需的脉冲能量，该脉冲脉宽范围为100ns-10μs，脉冲重复频率1-100Hz，电压幅值由电真空管的工作电压决定；所述的高功率电真空管（6）将微波信号源（3）产生特定参数的微波种子源信号进行放大后输入辐射天线（8）；所述的循环液冷系统（7）用于对高功率电真空管（6）工作时产生的热量进行快速冷却，防止温度上升导致功率输出失常或者电真空管损坏，该液冷系统内置压缩机，对循环管道内的液体强制降温，使其温度保持在合理的工作范围；所述的辐射天线（8）将放大后的信号耦合至快艇发动机内部，可引起发动机瞬间熄火，使其失去动力，达到低损伤拦阻嫌疑快艇的目标。
2.根据权利要求1所述的一种快艇发动机强制熄火装置，其特征在于其特征在于所述的高功率电真空管（6）的磁场工作方式选择线包磁场。
3.根据权利要求1所述的一种快艇发动机强制熄火装置，其特征在于所述的辐射天线（8）选择形式包括喇叭天线、微带阵列天线、波导缝隙阵列天线。
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