一种布鲁莱恩脉冲形成线倍压器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种布鲁莱恩脉冲形成线倍压器。所述的倍压器由多个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线交叉层叠构成，每个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线包括陶瓷固态平板传输线、GaAs光导开关、激光二极管触发系统以及无感电阻负载。所述的数个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线紧凑地布局在平台上，构成多级层叠平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器。本实用新型专利技术能够获得多倍于单级平板布鲁莱恩脉冲形成线输出电压幅值的脉宽为纳秒量级的短脉冲高压输出，也可以通过多组多级平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器层叠构成多组多级平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，或者设计级数更多的多级层叠平板布鲁莱恩脉冲形成线可以获得电压幅值更大、峰值功率更高的短脉冲高压。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

A Bululaien pulse forming line voltage doubler

The utility model provides a Bululaien pulse forming line voltage doubler. The doubler pulse by single plate Bululaien forming line cross layered structure, each single plate Bululaien pulse forming line comprises a ceramic solid plate transmission line, GaAs optical switch, diode laser trigger system and non inductance resistor load. The plurality of single stage flat plate pulse forming lines are compactly arranged on the platform, and constitute a multi-stage stacked flat plate pulse forming line voltage doubler. The utility model can be obtained than the single plate Blue Ryan pulse forming line voltage for the nanosecond short pulse high voltage output, can also be through multiple sets of multistage plate Blue Ryan pulse forming line voltage doubler stacked to form multi group multi plate Blue Ryan pulse forming line voltage doubler design series or more multi laminated plate Blue Ryan pulse forming line voltage amplitude can be obtained more short pulse high voltage, high peak power.

【技术实现步骤摘要】
一种布鲁莱恩脉冲形成线倍压器
本技术属于脉冲功率
，具体涉及一种布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，可用于产生脉宽为纳秒量级的高压脉冲。
技术介绍
目前，绝大多数实用脉冲功率系统装置都存在体积庞大、笨重的缺点，研制轻便、紧凑的脉冲功率装置是该领域技术必然趋势。脉冲功率技术不但在高功率微波、加速器、强激光以及材料改性等军事领域具有重要作用，而且在生物医疗、食品灭菌、污水处理等民用
具有优势作用。大量的研究报道中，脉冲功率系统输出的高压脉冲的半高宽较宽，系统结构庞大而笨重，建造成本昂贵。基于固态平板传输线技术的紧凑型固态脉冲功率系统研制一直都是国内外研究的热点，尤其以层叠式Blumlein脉冲形成线的脉冲功率技术的研究最为炙手可热。因为这种技术将高储能技术、传输线技术、开关技术融为一体，大大减少了脉冲功率装置的体积和重量，极易实现脉冲功率系统的小型化和紧凑化。
技术实现思路
了克服现有脉冲功率技术中的系统结构庞大笨重、建造成本昂贵的不足，实现脉冲功率装置的高电压、高功率输出的同时，确保脉冲功率系统结构更为轻便、紧凑，本技术提供一种多级层叠平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器。所述的倍压器不但能够产生脉冲半高宽为纳秒量级的短脉冲高压，达到高峰值功率输出的目的，用于驱动负载，而且可以轻易实现装置的紧凑结构设计，达到减少体积和重量的目的，同时可以解决各关键器件的连接与固定问题。另外，通过多组多级平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器层叠构成多组多级平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，或者设计级数更多的多级层叠平板布鲁莱恩脉冲形成线可以获得电压幅值更大、峰值功率更高的短脉冲高压。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:本技术的布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，其特点是，所述的倍压器包括数个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线，单级平板布鲁莱恩脉冲形成线含有陶瓷固态平板传输线、GaAs光导开关、激光二极管触发系统、无感电阻负载；其中，激光二极管触发系统由激光二极管驱动和高功率脉冲激光二极管组成；两根陶瓷固态平板传输线上下重叠设置，GaAs光导开关电极两端分别连接在其中一根陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极上，陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极分别与输入高压端、输入接地端连接；上下重叠的两根陶瓷固态平板传输线的输出高压端和输出接地端连接有无感电阻负载；激光二极管触发系统设置在GaAs光导开关正上方，使输出的激光正对照射到GaAs光导开关表面；所述的多个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线固定在平台上，各级平板布鲁莱恩脉冲形成线在输出端逐级层叠，相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线之间在输出端层叠交叉有一角度。所述的相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线之间在输出端层叠交叉的角度范围为10°飞0°，达到削弱各级平板布鲁莱恩脉冲形成线之间的电磁耦合效应的目的；相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线在输出端逐级叠加，达到各级输出脉冲电压幅值叠加的目的。所述的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线的数量根据输出电压幅值的大小设置为2^15级；所述的多级层叠平板布鲁莱恩脉冲形成线的数量根据输出电压幅值的大小设置为2飞组，各组多级层叠布鲁莱恩脉冲形成线结构相同，每组多级层叠布鲁莱恩脉冲形成线的级数相同，各组在输出端逐级层叠。本技术中，将陶瓷固态平板传输线、GaAs光导开关、激光二极管触发系统以及无感电阻负载合理布局在平台上，构成单级平板布鲁莱恩脉冲形成线:在输入端，陶瓷固态平板传输线与GaAs光导开关通过夹具紧密连接，在输出端，陶瓷固态平板传输线与无感电阻负载同样通过夹具保持紧密连接，在确保各连接处连接良好的同时，还需保证各连线的最短化，从而减少连线电感对放电回路的影响。通过位置设计，使激光二极管的输出激光能够正对照射并激励GaAs光导开关导通，从而构成单级平板布鲁莱恩脉冲形成线。利用GaAs光导开关的快速导通特性和陶瓷固态平板传输线纳秒量级的电长度设计，实现单级平板布鲁莱恩脉冲形成线的高峰值功率和纳秒脉宽脉冲高压输出。多个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线在输出端交叉层叠，可减少相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线之间的电磁耦合问题，又可达到输出电压幅值叠加、峰值功率增大的目的。本技术的有益效果是，通过所述的倍压器的紧凑结构设计，能够保证回路连线电感小、重量轻、体积小；通过单级平板布鲁莱恩脉冲形成线交叉层叠的方式构成多级层叠平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，削弱相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线之间的电磁耦合；通过多级层叠平板布鲁莱恩线结构设计可以获得多倍于单级平板布鲁莱恩脉冲形成线输出电压幅值的脉宽为纳秒量级的短脉冲高压；通过多组多级平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器层叠构成多组多级平板布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，或者设计级数更多的多级层叠平板布鲁莱恩脉冲形成线可以获得电压幅值更大、峰值功率更高的短脉冲高压。【附图说明】图1是本技术·中的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线电路原理图；图2是本技术的布鲁莱恩脉冲形成线倍压器的结构示意图；图3是本技术的电路原理图；图4是本技术的输出脉冲高压波形图；图中:1.陶瓷固态平板传输线 2.GaAs光导开关3.激光二极管驱动4.激光二极管 5.无感电阻负载 6.平台 7.输入高压端 8.输入接地端9.输出接地端 10.输出高压端 11.夹具 12.长螺钉 13.第一级平板布鲁莱恩脉冲形成线 14.第二级平板布鲁莱恩脉冲形成线 15.第三级平板布鲁莱恩脉冲形成线 16.第四级平板布鲁莱恩脉冲形成线。【具体实施方式】下面结合附图对本技术进行进一步说明。实施例1图1是本技术中的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线电路原理图，图2是本技术的布鲁莱恩脉冲形成线倍压器的结构示意图。在图1、2中，本技术的布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，包括数个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线，单级平板布鲁莱恩脉冲形成线含有陶瓷固态平板传输线、GaAs光导开关、激光二极管触发系统、无感电阻负载；其中，激光二极管触发系统由激光二极管驱动和高功率脉冲激光二极管组成；两根陶瓷固态平板传输线上下重叠设置，GaAs光导开关电极两端分别连接在其中一根陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极上，陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极分别与输入高压端、输入接地端连接；上下重叠的两根陶瓷固态平板传输线的输出高压端和输出接地端连接有无感电阻负载；激光二极管触发系统设置在GaAs光导开关正上方；所述的多个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线固定在平台上，各级平板布鲁莱恩脉冲形成线在输出端交叉层叠，相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线之间在输出端层叠交叉设置有一角度。相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线在输出端逐级叠加，达到各级输出脉冲电压幅值叠加的目的。本实施例中，布鲁莱恩脉冲形成线倍压器由四级结构相同的平板布鲁莱恩脉冲形成线构成，即第一级平板布鲁莱恩脉冲形成线13、第二级平板布鲁莱恩脉冲形成线14、第三级平板布鲁莱恩脉冲形成线15、第四级平板布鲁莱恩脉冲形成线16。其中，第一级平板布鲁莱恩脉冲形成线包括陶瓷固态平板传输线UGaAs光导开关2、激光二极管驱动3、激光二极管4、无感电阻负载5、夹具11、长螺钉12，其电路原理如图1所示，外部的长脉冲电源正、负级分别连接于陶瓷固态平板传输线I的输入高压端7、输入接地端8，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，其特征在于：所述的倍压器包括数个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线，单级平板布鲁莱恩脉冲形成线含有陶瓷固态平板传输线、GaAs光导开关、激光二极管触发系统、无感电阻负载；其中，激光二极管触发系统由激光二极管驱动和高功率脉冲激光二极管组成；两根陶瓷固态平板传输线上下重叠设置，GaAs光导开关电极两端分别连接在其中一根陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极上，陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极分别与输入高压端、输入接地端连接；上下重叠的两根陶瓷固态平板传输线的输出高压端和输出接地端连接有无感电阻负载；激光二极管触发系统设置在GaAs光导开关正上方；所述的多个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线固定在平台上，各级平板布鲁莱恩脉冲形成线在输出端逐级层叠，相邻的单级平板布鲁莱恩脉冲形成线之间在输出端层叠交叉有一角度。

【技术特征摘要】
1.一种布鲁莱恩脉冲形成线倍压器，其特征在于:所述的倍压器包括数个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线，单级平板布鲁莱恩脉冲形成线含有陶瓷固态平板传输线、GaAs光导开关、激光二极管触发系统、无感电阻负载；其中，激光二极管触发系统由激光二极管驱动和高功率脉冲激光二极管组成；两根陶瓷固态平板传输线上下重叠设置，GaAs光导开关电极两端分别连接在其中一根陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极上，陶瓷固态平板传输线输入端的两个电极分别与输入高压端、输入接地端连接；上下重叠的两根陶瓷固态平板传输线的输出高压端和输出接地端连接有无感电阻负载；激光二极管触发系统设置在GaAs光导开关正上方；所述的多个单级平板布鲁莱恩脉冲形成线...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌怡，夏连胜，王卫，刘毅，潘海峰，张篁，石金水，章林文，邓建军，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：