一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线，包括单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线、隔离板、上压板和下压板；单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的基板为环氧玻璃纤维布板，铜材质电极通过电镀工艺涂覆在环氧玻璃纤维布板的正反面上，电极为横向S型结构，多个单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线相同电极面贴合依次叠放在一起形成一组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线；多组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线之间夹叠隔离板后形成串联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线，并在上下两端叠加上下压板后通过螺钉紧固。引出电极为平行传输线结构。本实用新型专利技术由多个单板线通过串、并联的方式叠加而成，可降低阻抗，提高耐压。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线，属于脉冲功率

技术介绍
20世纪60年代，英国的J. C.马丁提出了利用形成线获得纳秒高压脉冲的概念。经过几十年的努力，脉冲形成线已经成功应用各种不同类型的脉冲功率装置中。然而，作为高功率脉冲源关键部件的脉冲形成线，目前都存在体积较大的问题，亟待解决；只有实现了脉冲形成线的小型化，才能真正意义上实现高功率脉冲源的小型化。目前，形成线小型化路线主要是传输介质(储能介质)的固态化，如采用固态陶瓷、kapton薄膜作为储能介质。固 态陶瓷具有相对介电常数高，储能密度大的优点，但其击穿场强较低、密度大，制作的陶瓷介质形成线重量大；kapton薄膜型脉冲形成线可以真正意义上实现形成线的小型化设计，但其存在高压起晕严重，寿命有限的缺点。这些都严重制约了脉冲功率源的小型化发展和应用；因此，寻求体积小、电压传输效率高、储存能量大的形成线对于脉冲功率技术的小型化及实用化发展具有重要意义。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线，获得工作电压高、结构紧凑的模块化脉冲形成线。为了解决上述技术问题，本技术提供了如下的技术方案一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线，包括单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线、隔离板、上压板和下压板；单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的基板为环氧玻璃纤维布板，铜材质电极通过电镀工艺涂覆在环氧玻璃纤维布板的正反面上，电极为横向S型结构，多个单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线相同电极面贴合依次叠放在一起形成一组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线；多组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线之间夹叠隔离板后形成串联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线，并在上下两端叠加上下压板后通过螺钉紧固。引出电极为平行传输线结构。单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线单板形成线的基板厚度、宽度、长度可调，电极的厚度、宽度、匝间距可调，上、下压板尺寸可调。本技术中的单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线为带状线，主要由环氧玻璃纤维布板、S型铜电极组成。环氧玻璃纤维布板用于储存能量，它是由环氧树脂、填充剂以及玻璃纤维复合而成的；主要优点有机械性能强、抗冲击性好、绝缘性能优良、工作温度高、受环境影响小、容易加工。电极为铜材料，通过电镀工艺涂覆在环氧玻璃纤维布板上。电极长度I由设计的脉冲形成线的脉冲宽度m决定，即-J = T-Cr^ ;其中，^为真空中光速，Sr为环氧玻璃纤维板相对介电常数。本技术一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线由多个单板线通过串、并联的方式叠加而成。阻抗和耐压是其两个主要的技术参数，是其储能大小的重要标识。通过多级单脉冲形成线并联，降低阻抗；通过多级串联，提高耐压。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中图I是单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的正面结构示意图；图2是单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的反面结构示意图；图3是隔离板的正面结构示意图；图4是隔离板的反面结构示意图；·图5是本技术一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线的结构图；图6是仿真分析结果。图中1.基板2. S型电极(上)3.通孔焊盘4.上电极连接片5.下电极连接片6. S型电极(下)；21.基板22.固定孔23. S型电极(上)24.引出电极(上)25.引出电极(下)2 6. S型电极(下)27.上电极连接片28. S型电极(下)；31.下压板 32.螺钉33.上压板34.并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线35.隔离板。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。如图1、2所示，本技术中提出的单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线为平板横向S型结构单板脉冲形成线。通常，百纳秒量级的脉冲形成线拉伸平铺长度近IOm (相对介电常数2. 2左右);而采用横向S型结构，将电极涂覆在基板上，可以实现脉冲形成线的紧凑型设计。本技术中脉冲形成线的绝缘材料采用环氧玻璃纤维布板，铜电极涂覆其上。为实现多级单板脉冲形成线的串并联，单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的背面镀有一小块电极，并通过通孔与正面电极相连通。将一块单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线和另一块单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的相同电极面叠放在一起，也即正面与正面贴合叠放，或反面与反面贴合叠放，即可实现两条形成线的并联。单板线阻抗较高、耐压相对较低。为实现模块化脉冲形成线的低阻抗设计，需将多个单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线进行并联，形成一组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线。另外，为满足模块化形成线耐高压的要求，将多组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线进行串联。由3个单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线先并联组成一组，然后由2组串联组成一个模块；其耐受电压为2%、阻抗为2Z/3 力单板线耐圧二为单板线阻抗。本技术一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线，首先将多个单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线进行并联作为一组，然后将多组并联线进行串联，最后用压板固定即可。具体安装步骤如下(a)并联。将一块单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线平放，上面放置另一块单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线，两块单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的相同电极面重叠在一起，不断重复叠加，叠加的层数由需要的阻抗确定，在叠放的过程中需要保证板中的螺孔对齐。(b)串联。将一组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线平放，在其上放置一块隔离板，然后再放置一组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线。依次重复下去，叠加的层数由设计电压及特性阻抗确定。串联后的环氧玻璃纤维板脉冲形成线采用螺钉通过两边的通孔进行 连接。(c)固定将串联后的环氧玻璃纤维板脉冲形成线放置于上下压板之间，通过螺钉将上下压板紧固。此时，一组基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线安装完毕。与通常的形成线相比，其最大优点是结构紧凑、耐压高、内感小。实施例一制一个耐压50kV、脉宽150ns的基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线,特性阻抗4. O Ω。单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的基板为FR-4环氧玻纤布板，介电系数为4. 8,厚度为Imm,长430mm,宽410mm ；电极成横向S型分布，电极厚100 μ m,电极宽8mm,阻间距4_，电极离基板边缘的最近距离为20mm，单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线边缘通孔孔径为4mm。如图3、4所示，隔离板尺寸为500mmX600mmX3mm，其S型电极部分与单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线电极尺寸相同，引出电极长50mm，宽90mm。上下压板尺寸均为500mmX430mmX 15mm,下压板两个单边各有8个MlO的螺孔,距离边缘IOmm,上压板两个单边各有8个Φ11的通孔,距离边缘10mm。根据计算，单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的特性阻抗为22 Ω。采用11块单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线并联，然后两组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线夹隔离板后叠放串联并通过上下压板及螺栓固定，如图5所示。单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的耐压大于25kV，两组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线串联后的耐压大于50kV。所得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于玻璃纤维板的紧凑型模块化脉冲形成线，其特征在于：包括单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线、隔离板、上压板和下压板；单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线的基板为环氧玻璃纤维布板，铜材质电极通过电镀工艺涂覆在环氧玻璃纤维布板的正反面上，电极为横向S型结构，多个单板环氧玻璃纤维板脉冲形成线相同电极面贴合依次叠放在一起形成一组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线；多组并联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线之间夹叠隔离板后形成串联的环氧玻璃纤维板脉冲形成线，并在上下两端叠加上下压板后通过螺钉紧固；引出电极为平行传输线结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋法伦，金晓，秦风，甘延青，龚海涛，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：实用新型
国别省市：