同軸螺旋Blumlein線波形改善技術研究.pdf

1、高功率微波技術的發(fā)展對脈沖功率系統(tǒng)的長脈沖輸出和緊湊化提出了迫切的需求。同軸螺旋 Blumlein線能夠在不增加形成線體積的前提下實現(xiàn)長脈沖輸出，在長脈沖驅動源中得到了廣泛的應用。針對僅中筒螺旋同軸 Blumlein線輸出波形上升沿被拉長、平頂性差的問題，課題開展波形優(yōu)化技術研究，著重對同軸螺旋Blumlein線進行理論分析和場路協(xié)同仿真，探索提高螺旋 Blumlein線輸出波形質量的方法，同時對不同螺旋形式 Blumlein線進行了驗

2、證實驗研究，并根據理論研究結果對一臺螺旋 Blumlein線強流電子束加速器進行了改造，取得了良好的效果。論文的工作主要包含以下幾個方面：
　　1.推導了同軸Blumlein線放電波過程及負載輸出電壓波形與內外線阻抗之間的關系；提出了寄生傳輸線是導致僅中筒螺旋 Blumlein線輸出波形質量變差的原因；指出了內外線阻抗不相等，是造成開關在內線和外線時，同軸螺旋 Blumlein線輸出波形差異較大的主要原因。
　　2.采用CS

3、T場路協(xié)同仿真，研究了不同螺旋結構的Blumlein線的輸出特性。當Blumlein線僅中筒螺旋時，內外筒之間的寄生傳輸線會引起輸出脈沖前沿變長，且寄生傳輸線的傳輸時間為非螺旋線的傳輸時間；通過設計中筒內筒螺旋結構，可顯著改善僅中筒螺旋結構輸出波形的質量；當內筒外筒螺旋時，若開關在外線，為屏蔽電磁輻射而在形成線外加屏蔽筒會導致負載輸出波形畸變，在屏蔽筒與螺旋外筒中間填充低介電常數材料可減小畸變，若開關在內線，屏蔽筒的存在僅對輸出波形的后

4、沿有較小的影響。對不同螺旋結構的 Blumlein線，內外線阻抗相同時，開關無論在內線還是外線，負載輸出脈沖相同。
　　3.開展了開關分別在內線和外線、不同結構螺旋Blumlein線的驗證實驗。開關在外線時，采用中筒螺旋5.5匝、內筒螺旋20匝結構的Blumlein線，能夠輸出上升沿45 ns、平頂94 ns、脈寬139 ns的準方波脈沖，與僅中筒螺旋5.5匝相比，波形改進明顯；內筒外筒螺旋 Blumlein線外加屏蔽筒時會造成輸