[發(fā)明專利]一種瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610074368.1
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105763095B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 汪京津;菲利克斯胡
• 申請（專利權）人: 北京京安刑技警用裝備有限公司;成都特頻微電子科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H02M9/00
• 分類號: H02M9/00;H03K5/13
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發(fā)明屬于脈沖功率技術領域，具體涉及一種瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置。本發(fā)明通過設置筒形殼體，筒形殼體上設置直殼和錐殼，直徑逐漸變大，同時在殼體內設置芯線導體，幾級芯線導體之間通過支撐柱靠近但不連接。當在第一級芯線導體與筒形殼體上加設脈沖電源時，通過逐級傳輸，使脈沖時間逐漸減短，從而使電場強度和功率得到倍增。本裝置結構緊湊，能夠保證回路連線電感小、能量轉換效率高，重量輕、體積小。通過多級同軸瞬態(tài)功率倍增器串聯(lián)的方式構成多級串聯(lián)多級瞬態(tài)功率倍增器，相鄰的多級同軸瞬態(tài)功率倍增器之間的電磁耦合小。通過多級并聯(lián)結構可以獲得多倍于多級同軸瞬態(tài)功率倍增器輸出電壓幅值的脈寬為納秒量級的短脈沖高壓。

技術領域

本發(fā)明屬于脈沖功率技術領域，具體涉及一種瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置。

背景技術

瞬態(tài)場場強及功率倍增技術不但在高功率微波、加速器、強激勵脈沖以及材料改性等領域具有重要作用，而且在生物醫(yī)療、食品滅菌、污水處理等民用技術領域具有優(yōu)勢作用。目前的瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置都存在體積龐大、笨重的缺點，研制輕便、緊湊的脈沖功率裝置是該領域技術必然趨勢。

發(fā)明內容

本發(fā)明是一種瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置，通過該結構可產(chǎn)生電磁場能量密度的變換，可對電場強度變化在時間進行壓縮，實現(xiàn)瞬態(tài)場的功率倍增。本發(fā)明不同于現(xiàn)有脈沖功率技術系統(tǒng)中通過電流與電壓變換，壓縮脈寬的方式進行功率倍增原理。而是通過在介質內形成激勵場，通過電荷密度的多次變換，實現(xiàn)瞬態(tài)脈沖電磁場功率增加的裝置。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置，設置第一直殼，第一直殼呈中空管形，第一錐殼小端與第一直殼連接，第二直殼與第一錐殼大端連接，第二錐殼小端與第二直殼連接，第二錐殼大端由絕緣封板密封；第一直殼內設置第一同軸芯線，第一同軸芯線端部設置密封座與第一直殼端部密封，第一同軸芯線另一端設置第一芯線錐端，第一芯線錐端設置平面的第一芯線錐尖，第一直殼與第一錐殼連接處內筒設置第一支撐絕緣板，第一錐殼與第二直 殼連接處內筒設置第二支撐絕緣板，第二直殼與第二錐殼連接處內筒設置第三支撐絕緣板；第一支撐絕緣板中心設置第一支撐柱，第二支撐絕緣板中心設置第二支撐柱，第一支撐柱通過第二同軸芯線與第二支撐柱連接；第三支撐絕緣板中心設置第四支撐柱，第四支撐柱通過第三同軸芯線與第三支撐柱連接；第一支撐柱與第一芯線錐端之間設置間隔，第二支撐柱與第三支撐柱之間設置間隔；第一同軸芯線、第二同軸芯線和第三同軸芯線周圍充變壓油；第一直殼端部設置屏蔽層接線柱，密封座中部設置芯線接線柱。

進一步地，第二同軸芯線設置為橢球形，第二同軸芯線長軸端分別與第一支撐柱和第二支撐柱連接；第三同軸芯線設置為橢球形，第三同軸芯線長軸端分別與第三支撐柱和第四支撐柱連接。

進一步地，為了改善瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置的輸出效果，第一直殼、第一錐殼、第二直殼和第二錐殼為絕緣材料制成且內壁設置內襯金屬層。

本發(fā)明的瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置，通過場激勵的方式可轉換為高電壓或者大電流輸出，具有輸出脈沖上沿窄的特性。可提高輸出功率。在高功率輸出的同時，可使脈沖功率系統(tǒng)結構更為輕便、緊湊，轉換效率高。

本發(fā)明的瞬態(tài)場場強及功率倍增裝置，不但能夠產(chǎn)生脈沖半高寬為皮秒量級的短脈沖高壓，達到高峰值場輸出的目的，用于驅動場輻射負載，而且可以輕易實現(xiàn)裝置的緊湊結構設計，達到減少體積和重量的目的，同時可以解決各關鍵器件的連接與固定問題。另外，通過多組多級瞬態(tài)功率倍增器的串并聯(lián)可構成多組多級瞬態(tài)功率倍增器，或者設計級數(shù)更多的多級串聯(lián)多級瞬態(tài)功率倍增器可以獲得電壓幅值更大、峰值功率更高的短脈沖高壓。