[实用新型]一种方波触发的薄膜电容Blumlein型脉冲形成系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及脉冲形成领域，特别是涉及一种方波触发的薄膜电容Blumlein型脉冲形成系统，采用改进设计的薄膜电容代替陶瓷电容。

背景技术

随着脉冲功率技术的不断发展，小型化、长寿命和模块化是高功率脉冲功率源发展的必然趋势。然而，作为高功率微波源关键部件的高功率脉冲源，目前都存在体积较大的问题，其中脉冲形成系统体积过大是其中亟待解决的问题；只有实现了脉冲形成系统的小型化，才能真正意义上实现高功率脉冲源的小型化。通常，脉冲形成系统的小型化设计包括脉冲形成线和触发系统的小型化。高功率脉冲功率源中所用的脉冲形成线多为金属结构，尺寸较大，由此产生了许多将脉冲形成线小型化的思想；如：选用高介电常数的介质陶瓷作为储能材料，可大大缩小脉冲成形装置的体积；但大块陶瓷的烧结、制备难度大，工艺不成熟，寿命短，进而严重制约了其在小型化脉冲功率源中的应用。激光触发具有低抖动、稳定工作的优点，但系统体积庞大，对工作环境有严格要求，难以达到小型化、实用化设计目标。因此，寻求一种抖动低、体积小、寿命长的脉冲形成系统对脉冲功率技术的紧凑型、模块化发展具有重要意义。

薄膜电容具有抗冲击性好、电气性能优良、工作温度范围宽、本身性能受环境影响小、工作寿命长等优点，其可满足系统长期、可靠稳定运行要求，但是现有薄膜电容的容值过大，要形成脉宽100-200ns的方波脉冲非常困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有Blumlein型脉冲形成系统中陶瓷电容的长时间、重频工作条件下的寿命问题，同时因为现有薄膜电容的容值过大，要形成脉宽100-200ns的方波脉冲非常困难，现在提出一种改进的薄膜电容，容值为0.8-2nF，同时采用紫铜电极连接片代替传统的螺旋形电感，来降低级电感，最后实现Blumlein型脉冲形成系统输出脉冲宽度为100-200ns。

本实用新型采用如下技术方案：一种方波触发的薄膜电容Blumlein型脉冲形成系统，该系统包括Blumlein型脉冲形成网络、方波触发器、主开关和负载，通过主开关将Blumlein型脉冲形成网络和方波触发器连接在一起，负载连接在Blumlein型脉冲形成网络的输出端；所述Blumlein型脉冲形成网络中各级采用的电容为薄膜电容，薄膜电容的容值为0.8-2nF，所述薄膜电容的输出端采用宽电极连接三螺钉固定输出；所述方波触发器包括储能脉冲形成线、均压电路和低抖动开关，所述储能脉冲形成线的电长度可调，所述均压电路的电路参数可调。

在上述技术方案中，增加所述薄膜电容的内部子模块的数量，降低电容的容值。

在上述技术方案中，增加所述子模块两个电极之间的距离，降低子模块的容值。

脉冲形成网络形成波形脉宽由级电容、级电感以及级数综合确定；此处，以均匀型脉冲形成网络加以说明。如：当采用n节均匀网络时，每节级电感L₀（即紫铜电极连接片与电容内感之和）一般在几十～百nH，电容内感在20nH左右，紫铜电极连接片电感由矩形截面导线电感计算公式确定，l为电极连接片长度，b、c分别为矩形电极连接片截面边长。级电容为C₀，大小0.8～2nF。每级网络对脉宽的贡献约为10～30ns，具体数值由选择的电容的容值及设计的紫铜电极连接片电感确定；阻抗一般为几欧～十几欧。n节脉冲形成网络的脉冲宽度τ与阻抗Z分别由公式确定。

方波触发器基于脉冲形成线储能与均压技术，均压电路选用对直流信号和脉冲信号都有较好响应的阻容均压。当薄膜电容Blumlein型脉冲形成网络充电至设定电压V₀，方波触发器储能脉冲形成线充电电压为V₀/2。此时，方波触发器中低抖动开关对地导通，一个幅值为-V₀/2，脉宽为的2τ₀（τ₀为方波触发器储能脉冲形成线电长度）方波信号向主开关触发极传播。当触发信号到达触发极时，主开关电场强烈畸变，开关导通。

本实用新型的优点在于：通过本实用新型中的脉冲形成系统，采用了的薄膜电容，使得脉冲形成系统具有抗冲击性好、电气性能优良、工作温度范围宽、本身性能受环境影响小、工作寿命长，可长时间重频工作而不影响系统；方波触发器中采用了均压电路和低抖动开关，使得其能稳定触发脉冲形成网路，实现最终输出的脉冲方波抖动更低、波形幅度更平稳。

附图说明

本实用新型将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的系统结构框图；