納秒脈沖壓縮裝置設(shè)計及實驗研究.pdf

1、高功率亞納秒電磁脈沖因其高功率、短脈沖和寬頻譜等特性，在軍事、民用等領(lǐng)域具有很多獨特的應(yīng)用潛力，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。高功率亞納秒脈沖的產(chǎn)生，通常是由高壓脈沖源先產(chǎn)生一個納秒量級(幾納秒或幾十納秒)的高壓脈沖，再通過亞納秒快開關(guān)陡化前沿并截斷后沿，最終形成亞納秒瞬態(tài)電磁脈沖。這種方法能量效率很低。一種有效的方法，是利用一段低阻抗短形成線和亞納秒快開關(guān)，對脈沖源產(chǎn)生的納秒脈沖進行壓縮，可以提高輸出功率和能量效率?；趩瓮残纬删€脈沖源的脈

2、沖壓縮技術(shù)，國際上已有文獻報道，但基于Blumlein(雙筒形成線)脈沖源的脈沖壓縮，尚未見到公開的研究論文。本文選擇后者進行研究，具有十分重要的研究意義和實際應(yīng)用價值。
　　 論文分析了Blumlein脈沖源對低阻抗短形成線充電、實現(xiàn)脈沖壓縮的基本原理。推導(dǎo)給出了理想情況下，脈沖壓縮后的亞納秒脈沖輸出電壓、功率增益以及能量效率的計算公式。利用電路仿真軟件PSpice建立了脈沖壓縮電路模型，通過模擬驗證了理論分析。同時還模擬了實

3、際的主脈沖波形及其對輸出脈沖的影響。結(jié)果表明，低阻抗壓縮線充電時間變長、充電電壓峰值降低。通過在前級源與壓縮線之間增加一定長度傳輸線，延長反射脈沖到達(dá)時間，可以有效提高壓縮線充電電壓。
　　 論文根據(jù)氣體擊穿理論，分析研究了高壓氣體亞納秒開關(guān)工作特性對脈沖壓縮結(jié)果的影響。結(jié)果表明：開關(guān)火花通道電感是影響輸出脈沖前后沿、脈寬、輸出電壓和功率增益的主要因素。研究認(rèn)為：減小開關(guān)間隙、實現(xiàn)開關(guān)多通道導(dǎo)通是減小開關(guān)電感的有效技術(shù)途徑，這也