[发明专利]一种基于层叠Blumlein带状线型高压纳秒脉冲发生器

权利要求书

1.一种基于层叠Blumlein带状线型高压纳秒脉冲发生器，其特征在于：包括电源系统(1)、固态开关系统(2)、控制电路(3)和层叠Blumlein带状线(4)；

所述电源系统(1)包括高压直流电源(101)和充电电阻(102)；

所述固态开关系统(2)包括：+15VDC/DC隔离模块(201)、+15VDC/+5VDC转换模块(202)、光纤接收器(203)、驱动芯片(204)和MOSFETs串联开关组(205)；所述转换模块(202)将15V电压转换为5V电压；所述MOSFETs串联开关组(205)由两个MOSFET开关串联而成；

所述控制电路(3)包括信号发生器(301)、光纤驱动器(302)、光纤发射器(303)和1分2光纤分路器(304)；

所述层叠Blumlein带状线(4)为多个PCB带状线板并联层叠而成；所述PCB带状线板包括第一层表层接地层，第二层带状线布线层，第三层接地层，第四层带状线布线层和第五层底层接地层，每层通过FR-4绝缘材料隔离；所述带状线包括第一带状线(401)和第二带状线(402)，带状线为导体带，材质选用铜；第一带状线(401)包括第一层表层第一带状线接地层、第二层布线层第一带状线(401-2)和第三层第一带状线接地层、第四层布线层第一带状线(401-4)、第五层底层第一带状线接地层；第二带状线(402)包括第一层表层第二带状线接地层、第二层布线层第二带状线(402-2)、第三层接第二带状线地层、第四层布线层第二带状线(402-4)和第五层底层第二带状线接地层；第一、三、五层第一带状线接地层和第一、三、五层第二带状线接地层分别布置在所在层的左、右半平面，中间通过FR-4绝缘材料隔离；第二层布线层第一带状线(401-2)和第二层布线层第二带状线(402-2)在所在层的左、右半平面成“S”蜿蜒型布置内，中间通过FR-4绝缘材料隔离；第四层布线层第一带状线(401-4)和第四层布线层第二带状线(402-4)在所在层的左、右半平面成“S”蜿蜒型布置内，中间通过FR-4绝缘材料隔离；

利用过孔连接将第二层布线层第一带状线(401-2)末端与第四层布线层第一带状线(401-4)末端串联连接，同时利用铜带布线将第四层布线层第一带状线(401-4)首端与第二层布线层第二带状线(402-2)首端串联，第二层布线层第二带状线(402-2)末端通过过孔与第四层布线层第二带状线(402-4)末端串联，第四层布线层第二带状线(402-4)首端悬空作为悬空端；第二层布线层第一带状线(401-2)的首端作为第一带状线(401)的接线端，利用过孔将第一带状线第一、三、五层接地层并联，此三层为负载一个接线端；利用过孔将第二带状线的第一、三、五层接地层并联，此三层为负载的另一个接线端；

所述高压直流电源(101)的正极通过导线与充电电阻(102)一端连接，充电电阻(102)的另一端包括两条并联支路，一条支路通过导线与固态开关系统(2)的MOSFETs串联开关组(205)的漏极连接，所述开关组(205)的地极S连接到高压直流电源(101)地极而形成一条回路；另一条支路与层叠Blumlein带状线(4)的第一带状线(401)导体带接线端连接；负载(5)一端连在第二带状线(402)的接地层，另一端串连在第一带状线(401)的接地层，同时通过导线将第一带状线(401)的接地层接回高压直流电源(101)的地形成回路；

所述信号发生器(301)的信号输出端与光纤驱动器(302)的输入端连接，信号发生器(301)加工产生的脉冲控制信号传输给光纤驱动器(302)；光纤驱动器(302)的输出端与光纤发射器(303)的输入端连接，传输光纤发射器(303)根据光纤驱动器(302)输出的驱动信号进行电/光转换；光纤发射器(303)的输出端与光纤接收器(203)的输入端通过光纤(304)连接，实现光信号的传输；

所述驱动芯片(204)的电源端通过导线与隔离模块(201)的输出端连接，隔离模块(201)的电源输入端与15V电压线连接，隔离模块(201)为驱动芯片(204)供电；驱动芯片(204)的输出端与所述MOSFETs串联开关组(205)的栅极G连接，驱动芯片(204)为MOSFETs串联开关组(205)提供电流驱动；驱动芯片(204)的信号输入端与光纤接收器(203)的信号输出端连接，驱动芯片(204)接收来自光纤接收器(203)的电信号；所述光纤接收器(203)的电源输入端通过导线与转换模块(202)的输出端连接，转换模块(202)的电源端与15V电源线连接，转换模块(202)将15V电压转换为5V电压给光纤接收器(203)供电。