[實用新型]一種形成線對非匹配傳輸線充電型高功率寬譜振蕩器

有效

• 申請號: 201520311518.7
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN204696226U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 丁恩燕;張晉琪;陸巍;吳朝陽;楊周炳;劉天文
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: H01P7/04
• 分類號: H01P7/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

技術領域

本實用新型屬于高功率微波技術領域，具體涉及一種利用非匹配傳輸線的方式產生高功率寬譜振蕩脈沖。

背景技術

介于窄帶與超寬帶間的寬譜電磁脈沖具有較寬的頻譜分布和較高的頻譜功率密度，其獨特的頻譜特征在一定程度上彌補了超寬帶高功率微波頻譜功率密度過低和窄帶頻帶覆蓋范圍過窄的不足。近年來，寬譜高功率微波技術在國內外得到了較快的發展，基于小型化緊湊型脈沖功率技術研制的寬譜高功率微波系統，機動性能好。目前已研制的寬譜高功率微波系統中，絕大部分系統的中心頻率位于100MHz-800MHz之間，這一頻段是常規電子設備后門耦合效率較高的頻率范圍。而且相對于超寬帶頻譜和窄帶頻譜來說，寬帶頻譜具有較高的譜功率密度。

隨著寬譜高功率微波關鍵技術和效應機理研究的不斷深入，寬譜高功率微波系統在高效率、小型化和實用化方面表現出了巨大的發展潛力。利用傳統的方式產生寬譜振蕩在功率和中心頻率上面受到限制，利用形成線對非匹配傳輸線充電的方式產生寬譜振蕩，更容易實現高功率和較高的中心頻率。

文章“非匹配傳輸線產生寬譜脈沖實驗研究”（強激光與粒子束，2014年第26卷第9期，P095006-1）提到，利用Marx發生器直接為非匹配傳輸線充電，產生的振蕩脈沖的中心頻率比較低。主要原因為：1)短路開關與銳化開關導通比較慢，這主要是因為Marx發生器輸出脈沖比較寬，前沿比較慢，為非匹配傳輸線充電時間比較長；2)短路開關的徑向尺寸比較大，加工、裝配帶來的誤差比較大，很難保證開關與傳輸線同軸，開關導通不太均勻。

實用新型內容

本實用新型的目的是為實現高功率的寬譜振蕩同時實現較高的中心頻率，提供一種利用形成線對非匹配傳輸線充電的方式產生高功率寬譜振蕩脈沖器；該振蕩器與只利用非匹配傳輸線產生高功率寬譜振蕩脈沖裝置相比，短路開關與銳化開關的尺寸更小，工作更穩定，產生的寬譜振蕩的中心頻率更高。

為實現上述目的本實用新型采用如下技術方案：

一種形成線對非匹配傳輸線充電型高功率寬譜振蕩器，所述振蕩器的電路結構為：低阻線的高壓輸入端連接Marx發生器的高壓輸出端，低阻線的高壓輸出端通過主開關連接到非匹配傳輸低阻線的高壓輸入端，非匹配傳輸低阻線的高壓輸出端通過銳化開關連接到非匹配傳輸高阻線的輸入端，非匹配傳輸高阻線的輸出端通過匹配電阻連接到地；所述非匹配傳輸低阻線的高壓輸入端通過短路開關連接到地，所述低阻線、非匹配傳輸低阻線、非匹配傳輸高阻線的低壓端均連接到地。

在上述技術方案中，所述振蕩器包括以下物理結構：低阻線內筒、低阻線外筒以及設置在低阻線內筒和低阻線外筒之間的填充介質；非匹配低阻線內筒、非匹配低阻線外筒以及設置在非匹配低阻線內筒和非匹配低阻線外筒之間的非匹配傳輸線填充介質；低阻線內筒與非匹配低阻線內筒之間連接主開關，非匹配低阻線內筒和非匹配低阻線外筒之間設置有短路開關；非匹配低阻線內筒的另一端連接銳化開關，銳化開關的另一端連接到非匹配高阻線。

在上述技術方案中，所述寬譜振蕩器的低阻線內筒與非匹配低阻線內筒同軸心設置，且低阻線內筒與非匹配低阻線內筒內部密封，密封空間內充有高壓SF₆氣體。

在上述技術方案中，所述短路開關為環形開關，環形開關的內徑大于非匹配低阻線內筒的外徑。

在上述技術方案中，所述非匹配高阻線包括非匹配高阻線外筒和非匹配高阻線內筒，所述銳化開關為環形開關，環形開關連接在非匹配高阻線的內筒與非匹配低阻線內筒之間。

在上述技術方案中，所述填充介質為有機玻璃。

在上述技術方案中，所述非匹配高阻線外筒和非匹配高阻線內筒之間填充為空氣。

本實用新型的工作原理是：Marx等高壓脈沖源對低阻線充電，當充電到一定值時低阻線與非匹配傳輸線之間的主開關導通后，低阻線給非匹配傳輸線中的低阻線充電，當充電到最大值時，短路開關-銳化開關同時導通，由于非匹配傳輸線中的低阻線與高阻線之間的阻抗不匹配以及短路開關的短路反射，在高阻傳輸線上形成寬譜振蕩脈沖。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：