DE2118938A1 - Impulsgenerator - Google Patents

Description

Patentanwälte ^ ..··..··*' ; ϊ 19. APR. 1971 (Jipl. Ing. C. Wallad

Dipl. Ing. G. Koch .3 ΐ^!έ **

Dr. T. Haibach

8 München 2 9 1

Keufingerstr.8,Tel.240275 ^L

Ikor Incorporated, Burlington_p Massachusetts (USA) Impulsgeuarator

Die Erfindung bezieht eich auf impulaerzeugende Vorrichtungen und insbesondere auf Impulsgeneratoren, die zur Erzeugung von Mikrowellensigmilen geeignet sind.

Eine bekannte Technik zur Erzeugung von Mikrowellen-Impulsstößen besteht darin, aufeinanderfolgende Impulse zu erzeugen und diese einen Filter zuzuführen. Ein in geeigneter Weise ausgewähltes Filter erzeugt dann Mikrowellen-Energiestöße, die jeweils einem Eingangsimpuls entsprechen· Die Mikrowellen-Enex'gie ist eine Funktion der Anstiegszeit und der Amplitude der Eingangsimpulse. Im allgemeinen kann eine höhere Energie bei höheren Frequenzen erzeugt werden, wenn die Anstiegszeit des Eingangsimpulsos verringert wird und seine Amplitude vergrößert wird. Eine Erläuterung einer typischen Technik dieser Art ist dom Artikel von G. R. Ross "Microwave Energy and Techniques", IEEE-Transactlons, Septemper 1965, S. IQh - 706, zu entnehmen.

Impulse mit Anstiegazeiton im Piko«Sekunden-Bereich können mit Generatox-an erzielt werden, die sehr schnell arbeitende Festkörper-Schalter verwanden. Diese Schalter sind jedoch in der Größe der Spannungen, die ohne Durchbrüche zugelassen werden können, begrenzt, so daß die Mikrowellen-

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Erzeugung typlacherwelse auf" ο int nnuiln.a.i ι» Ausgangsleistung von wenigen Watt beschränkt 1»*;. Impuls^ciaära^: orun bekannter Art, die wesentlich größoro Potential ο e^aali-sn können, sind verhältnismäßig langsam. Sonr.i I kann die Auijganijaleistung des Filters hoch sein, dl«s Ff«quenz- in dan S ;«5ßen 1st jedoch relativ niedrig und eignet »ich ni^iii ftt*· Mikrowellen.

Eine freilaufende Impulsion©rator-Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsen mit sohr kurzen An:}U:)P3;;eiton₀ die außerdem sehr hohe Spannungen uufwoison, ici In dem US-Patent 3 521 121 beschrieben. Bei diener απ fz-ei.-3Chwlng-<?nden Betrieb arbeitenden Vorrichtung kann «in Sthnl tan durch einen Lichtbogen zu verschiedenen Zelten und daia.it reit verschiedenen Amplituden auftreten, wodurch »ich Impulse ml%■ ungleichmäßig verteilten Abständen und uaiarachitidlicbeii Amplituden ergeben O

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vino verbesserte Vorrichtung der in dazu US-Pa ι cm £ 3 521 121 bmichriebenen Art zu schaffen, mit der Xmpui::o rail hohii· ^.mpkiäude und großer Bandbreite erzeugt werden krinuon., wobal d.;e durch diese Impulsgenerator-Vorrichtung esrzeugton Xmpulsa sehr kurze Anstiegszeiton mit sehr hohex* Spannung und aohr genau gesteuerter Wiederholfrequenz uufwoiaon solion.. DIo erzeugten Impulse sollen bei dieser sehr kurzen Ansiirgssseit und den sehr hohen Spannungen eine konstante Impulsvlodorholfrequenz und eine große Irapu.ioliühoiiiifcafoill j.äfc aufweisen· Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll einen sehx* einfachen und wenig aufwendigen Aufbau aufweisen und zur Umwandlung eines Gleichspannungepotentials in die gewünschten Impulse mit kurzer Anstiegszeit und konstanter Impulswiaderholfrequenz geeignet sein, wobei die obere Frequenzgrenze des Ge-

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BAD OMGlNAt

iterators fiber die f re!schwingende Frequensgrenze der Vorrichtung ausgedehnt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgomäß dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung mit einein gasdichten Genau3e geschaffen wird, an dessen entgegengssetzton Enden jeweils elektrische Ausgangs- bzw. EingangsanschlUisse angeordnet sind. Der Eingangsanschluß ist innerhalb dos Gehäuses Über eine Impedanz mit hohem Widerstand rau· olnom Ladungsspeicherelement verbunden. Das letztere, vorzugsweise oia einziger langgestreckter Leiter, 1st durch oin^n kurzen Spalt von dem Ausgangsanschluß getrennt. Das Innere des Gehäuses ist mit einem Gas bei einem Druck, der höher ist als der Atmosphärendruck, gefüllt. Die Irapulswiedorliolfrequenz und Impulehöhe der Vorrichtung w&rdan derart durch eine geeignete Modulation genau gesteuert, daß Treiberimpulse mit hoher Spannung an die Vorrichtung angelegt werden, wodurch Impulse erzielt werden, in denen eine hohe Leistung Über einen weiten Spektralbereich ijestrout ist.

Weitere Einzelheiten und VortüiJe der Erfindung ergeben aich aus den Patentansprüchen. J

Die Erfindung wird im folgendem anhand der in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungabeisplale noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen s

Fig. 1 eine teilweise geschnittene und teilweise schematlscho Darstellung des Aufbaus einer Impulsgenerator-Vorrichtung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird}

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FIg. 2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Impulsgeneratorschaltung, die die Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet;

Fig. 3 ein. Ausführungsbeispiel eines Schaltbildes der Hochspannungs-Sclivr&llwQrtbegrtanzerschaltung, die in Blockform in Fig. 2 gezeigt ist*

Fig. k ein weiteres Ausführungisbaispiöl einer Hochk spannungs-Schwellwortbögrenise^schaltunga die

in Fig. 2 in Blockform geseigfc ist;

Fig. 5 eine typische Wellenfona eineia von der Schaltung nach Fig. 2 erzeugten Treiberimpulses, der der Impulsgenerator=Vorrichtung nach Fig. 1 zugeführt wird;

Fig. 6 eine typische Wellenform eines Ausgangaimpulses der Impulsgenerator-Vorrichtung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsteiapiel eines bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Itnpulegonerators 10 gezeigt, der ein langgestrecktes hohios gasdichtes Gehäuse 20 aufweist. An irgendeiner mittlarssi Stolle ziiischan den Enden des Gehäuses 20 kann ©in abdicfctbnr^r Abschluß 22 vorgesehen werden, damit dae Ιηη«ΐ*β 2k des G«.ihi£m;oa mit einem Gas mit einem Druck oberhalb cisa Atraospliärondruekes gefüllt werden kann. Das Gas sollte "box oiiiom Eiirehgang oinis Lichtbogens ausreichend chemisch s-iabil sein (d. h. keinen dauernden Durchbruch ©rgeben odiir Giiso bilden,, dia das Gehäuse

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BAO ORIGINAL

in wesentlichem Ausmaß angreifen oder explosiv sind), und es sollte seine elektrischen Eigenschaften nach einem lang andauerndem Durchgang eines Lichtbogens nicht materiell verändern* Bei einem typischen AusfUhrungsbeispiel 1st das Innere des Gehäuses 20 mit einem Gas, wie z„ B. Luft, reinem Stickstoff oder einem inerten Gas, wie z. B. Argon, Krypton, Neon oder annlichem sowie Mischungen hiervon, gefüllt· Bei Luft sollte das Gehäuse mit einem Druck von un-

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gefähr 10,5 Kp/cm (150 psi) bei Raumtemperatur gefüllt werden, während bei Stickstoff ein Druck von lh Kp/cm' (200 psi), bei Argon ein Druck von 28 Kp/cm (400 psi) und typische andere Werte für jedes andere Gas verwendet werden sollen.

Zn der gezeigten Form ist das Gehäuse 20 vorzugsweise aus einem elektrischleitenden Material, wie z. B. Kupfer, rostfreier Stahl oder ähnliches, hergestellt. Alternativ kann das Gehäuse aus einem isolierenden Material, wie a. B. Glas, Keramik oder ähnlichem hergestellt SeIn₁, doch sollte es in diesen Fällen aus später verständlich werdenden Gründen weiterhin von einer elektrischleitenden Abschirmung umgeben sein.

Ein Ende 26 des Gehäuses 20 weist einen daran befestigten elektrischleitenden Ausgangsanschluß 28 vorzugsweise in der Form eines langgestreckten Leiter« auf, der mit der Längsachse des Gehäuses ausgerichtet ist« Der Anschluß 28 ist mit Hilfe einer koaxialen Büchse 30 aus geeignetem Material, wie z. B. Glas, PoIy-Tatrafluoräthylen oder ähnlichem elektrisch von dem Gehäuse isoliert. Das andere Ende 32 des Gehäuses 20 ist in gleicher W_Rise mit einem langgestreckten Eingangsanschiuß 3^ versehen, der kolinear zu dem

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Anschluß 28 angeordnet und durch eine Biieiise 36 elektrisch von dem Gehäuse isoliert ist. Beide Anschlüsse ergeben daher elektrische Pfade von dem Inneren zum Xußeren des Gehäuses.

Das innerhalb des Innenraumes Zh das Gehäuses 20 angeordnete Ende des Anschluss as 3h ist elektrisch mit einem Ende einer Wideretandsimpedanz 38 verbunden und unterstützt diese mechanisch. Das andere Ende dor Impedanz 38 ist mit einem Ende des langgostrocktan Leiiungs-Speicheralementes hO verbunden, das als eine L'anga eines elaktrischlaitenden Materials dargestellt ist, dio ebenfalls icolinear mit den Anschlüssen 28 und 3h angeordnet ist. Das andere Ende des Elementes 40 i3t von dem inneren Ende des Anschlusses 28 durch einen kurzen Spalte h2 jjtstrennt, dar natürlich mit einem ausreichend chemisch stabilen Gas unter einem Druck oberhalb des Atmosphärendruckos gefüllt ist. Die Stirnflächenenden des Elementes hO und des Anschlusses 28 sind vorzugsweise aus einem feuarfesUm, leitenden Material mit niedrigem Emissionsvermögen, wie z. B» Wolfram oder ähnlichem hergestellt. Der Abstand zwischen dem Element kO und dem Anschluß 28 ist unbedingt kleiner als ungefähr 76 bis 100 χ 10~³ mm (3 - h χ 10"³ Zoll).

Bei einem erfindungsgamäßen AusfUhrruxigsb&igpial ist der Zwischenraum zwischen dem Element ^O und der Innenwand des Gehäuses 20 mit Material hh gsfüllt, das eine mechanische Halterung ergibt, um das Element hO s'ichtig ausgerichtet zu halten und das außerdem Mlkrowellsnenorgio absorbiert, beispielsweise ein Epoxydharz-Füllo.r, dor geschlitzt «erden kann, usa eine gleichmäßige Gasdruckvorteilung innerhalb doe Gehäuses su ermöglichen, wenn dlos erwünscht ist·

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Bei einem anderen Ausflihrungsbeispiel ist der Widerstand an dem Element 2*0 befestigt, und des Material kk ist nicht erforderlich.

Es ist zu erkennen, daß das Ende 32 des Gehäuses zusammen mit dem Anschluß 3^ in einfacher Weiss als Koaxialverbindung ausgebildet werden kann, wie dies euch beim Anschluß 28 und dem Ende 26 der Fall ist, und das G&häuse und die Innenleiter bilden im Effekt oine koaxiale Übertragungsleitung. Somit h&ngen die Abmessungen und der Abstand de· Gehäuses 20 und der Mittelleitor in bskanntiar Weise von der erwünschten Übortragungsleitusiga-Itapedanz ab. Bai der Auslegung der koaxialen, aus dom Anschluß 28, dem Dielektrikum 30 und dem Ende 26 des Gehäuses gebildeten Ausgangsverbindung ist os 3i'forderlich, daß sich oino gleichmäßige übertragungsleitungm-Impedanz von typiocharveise 50 0hm ergibt, die an die der Vorrichtung angepaßt ist, in die die Impulsenergie eingespeist werden soll. Die elektrische Länge des Elementes kO bestimmt die Längu oder Dauer dor erzeugten Impulse.

Figur 2 zeigt eine Impulageneratorsclialtung 100, die einen Impulsgenerator 10 nach Figur 1 verwendet. Die als Blockschaltbild dargestellte und durch gestrichelte Linie eingeschlossene Schaltung 100 ermöglicht -as, daß der Impulsgenerator 10 Pikosekunde:*-Impulse liefert. Die Schaltung 100 ist oine Modulatorschaltung, die* ein® Gleichspannungs-LeistungsVersorgung 102 einschließt, wie se. B. eine Batterie. In Reihe über die Anschlüsse der Leistungsversorgung 102 ist eine Resonanz-Ladeschaltung angeschaltet, die in dor üblichen Weise von oi&er Ladeisiduktivität oder Drossel IOk und einem Kondensates tO6 gabildet wird. Die

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Reihenschaltung der Primärwicklung 110 «airbag Impulstransformator© 112 und eines gestauertsn Gleichrichters oder SCR 114 ist längs des Kondensators 10ό angeschaltet. Der gesteuerte Gleichrichter (SCR) 114 weist die übliche Anode 1i6„ die Kathode 118 und die Torsteueralektroda 120 auf, wobei dl ο Anocs Ή 6 mit der tfickluxig 110 tmd dl© Kathode 118 mit dom Kondensator 106 verbunden ist·. Ein Triggergenerator. 108 von irgendeiner bekannten Aj^t ist mit der Torsteuerelektrode 120 verbundon. Parallel längs der Sekundärwicklung 122 des übertragarg 112 ist eins Hoolispannungs-Begrenzerschaltung 124 angeschaltet. Da:r impulsgenerator 10 ist derart mit der Schwellwai-t-Begrsnsesschaltung 124 verbunden, daß ein Anschluß dar Schaltung 124 mit dem Gehäuse 20 und der andere Anschluß dar Schaltung 124 ml''; dem Anschluß 34 verbunden ist. Der Ausgang das Anschlusses 28 des Generators 10 kann mit einer Koaxialleitung verbunden werden, wie dies dargestellt ist,

Ein Ausführungsbeispiel dor Hochspaniumgs-Schwellwert-Begrenzeirschaltung 124 ist in Figur 3 dargestellt· Bei diesem AusfUhrungsbeispiel weiat dis Schaltung 124 die Diode 126 auf_c deren Anode mit einem Endo dar Sekundärwicklung 122 verbunden ist. Die Kathode eier Diode 126 ist in Reihe mit einer Wideiretands-Kondszisatüischaltun,j verbunden, die aus der Parallelschaltung d©3 Widerstandes 136 ',md des Kondensator-s 138 besteht, die b.9:idö nit Erd© verbunden sind. Dieses Ausführungsboispisl dar Sehaltung 124 wird verwendet, wenn die Impuls-WiederhoXfrequona konstant ist, wie es im folgenden erlUutert wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiol der Schwellwart-Bögrenzerachaltung 124 ist in Figur h gezeigt. Bei diesem Aus-

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führungsbeispiel weist die Schaltung 124 eine Diode ^kO auf, deren Anode mit einem Ende der Sekundärwicklung 122 verbunden ist. Die Kathode der Diode i40 ist mit einer Hochspannungs-Gleichspannungsquelle 146 von irgendeiner gut bekannten Art verbunden» Der positive Anschluß der Quelle 146 ist mit der Kathode 144 verbunden» während der negative Anschluß mit Erde verbunden ist. Dieses Ausführungsbaispiel der Schaltuns 124 wird verwendet, wenn es erwünscht ist, die Impule-Wiaderholfrequenz zu ändern oder zu variieren.

Xm Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich eine Resonanzaufladung des Kondensators 106 durch die Gleiohspannungs-Leistungaversorgung 102 über die Induktivität 104. Derartige Ladotechniken sind in der Technik gut bekannt» Die Ladung wird fortgesetzt« bis die Ladung auf dem Kondensator 106 einen Wert erreicht« der ungefähr der doppelten Spannung der Versorgung 102 entspricht. Die Ladung auf dem Kondensator 106 wird dann über den gesteuerten Gleichrichter (SCR) 114 geschaltet, der durch ein Signal von dem Generator 108 über die Torstsmarelektrode getriggert oder ausgelöst wird» Der gesteuerte Gleichrichter (SCR) 114 wird durch das Unterechwingon (back-swing) des sich in der Primärwicklung 110 des Transformators fortsetzenden und das Auftreten ainer umgekehrten Spannung längs des gesteuerten. Gleichrichters 114 von der Anode zur Kathode 118 bewirkenden Stromes abgeschaltet«

Somit kann eine Reihe von Impulsen erzeugt werden« die an dor Sekundärwicklung 122 des ImpulsUbertragers 112 mit einer Wiederholfrequenz erscheinen, die durch den Trigger-

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λ ο

generator 108 bestimmt ist. Dar Generator kann mit irgendeiner Impuls-Wiederholfrequenz unterhalb von ungefähr 5 kHz arbeiten, die die Frequenzbegrenzung des gesteuerten Gleichrichters darstellt. Eine typische Betriebswiederholfrequenz für den Generator ist 108 - 250 Hz. Die an der Sekundärwicklung 122 auftretenden Impulse könnan ohne weiteres so hoch wie beispielsweise ungefähr 6 KV sein.

Um eine Konstanz der Grüße von Impuls zu Impuls zu erzielen, sieht die Erfindung Schwellwortbogrenzerinittel 124 vor. Die in Figur 3 gezeigte Schwellwertbagronzerschaltung ist zur Durchführung einer Scliwellwartbsgrenzung, di· auf die Impuls-Wiederhol frequenz des Triggßi-ganorators zugeschnitten ist« bestimmt, wobei eich niedrige Kosten ergeben. Zu diesem Zweck werden die Wert® dos Widerstandes 136 und des Kondensators 138 so ausgewählt₀ daß dar Gleiohspannungspegel an der Kathode der Dioda 126 sich lediglich bis zu einem gewünschten Schwollwert^Begrenzungspogel, beispielsweise 5 KV aufbauen kann, indam ermöglicht wird, daß irgendeine Ladung oberhalb 5 KV aus dem Kondensator I38 ausfließen kann. Die SchwsllwsrtbagraEizung tritä daher bei einem beliebigen willkürlichen Pegel auf, der ±21 einfacher Weise durch die Impuls-Wiederholfraquenz des G&Lierators 108 und durch die Werte des Widerstände» I36 und des Kondensators 138 eingestellt wird.

Das in Figur h gezeigte Sehweilwert-Begrenzungaeyatem ermöglicht es andererseits, die Impuls-Wiod&rholfrequenz des Generators 108 su verändern; es ist jedoch etwas aufwendiger im Aufbau, weil eine getrennte Spannungsquelle 1U6 verwendet wird. Bei diesem System dient die Diodo 1*»0 dazu,

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die in der Wicklung 122 auftretenden Impulse in der gleichen Weise wie in Figur 3 zu begrenzen, allerdings bei einen Pegel, der natürlich durch die an der Kathode der Diode durch die Quelle 146 eingestellte konstante Speouiung bestimmt wird·

Der von dor Schwellwert-Begrenzerschultung 124 gelieferte Ansteuerimpule (beispielsweise 5 KV) ist in Figur 5 dargestellt. Typischerweise botrUgt die Anstiegszeit /^ t des 5-KV-Impulses ungefähr 0,3 ms, und der Impuls weist eine Plateauzeit tj von ungefähr 1 ms auf. Die Impuls-Wlederholfrequenz der Modulatorschaltung 100, die die schwellwertb·- grenzten Ansteuerimpulse für den Ic?pulcgo:nerator 10 liefert, 1st in dem dargestellten Ausführungeboi3piol durch di· Zeit begrenzt, die erforderlich ist, uai don gs« teuer ton Gleichrichter 114 abzuschalten. Dahor betrügt die maximale Impuls-Wiederholfrequenz des gezeigtem Ausführungsbeiapiels ungefähr 5 kHz. Um die Frequenz des Systems weiter auszudehnen, ist eine leichte Modifikation der Modulatorschaltung erforderlich.

Die Anstiegszeit des Impulsgenerator» 10 in Figur 1 ist so zugeschnitten, daß sia gleich der Anstiegszeit der in Figur 2 gezeigten und weiter oben beschriebenen Modulatorschaltung ist. Das Gehäuse) 20 ist mit der geerdeten Seite der Schwellwort-Begronzerschaltung 124 verbunden, und der Anschluß 34 deο Generators 10 ist mit dor Hochspannung der Sekundärwicklung 122 verbunden, die mit dem anderen Anschluß der Schwollwert-Begrenzsrschaltung 124 parallelgeschaltet 1st. Die von der Scliwellwert-Begrenzerschaltung über die etrombegrenzende Impedanz 38 zugoführ&en 5-KV-Impulse laden das Element 40 auf. Typischerweise ist di· Impedanz 38 ein Widerstand der Größenordnung von 30.000 Ohm.

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Die Impedanz 38 dient dazu, den Spitzenstrom in den Generator hinein zu begrenzen, er gibt die notwendige Unstetigkeit, so daß die Spannung der Impedanz 38 den Ansteuerimpulsen nachläuft, um die sehr kurzen Auegangsimpuls· vom Generator 10 zu liefern, und dampft den unerwünschten Teil des Ansteuerimpulses von der Modulatorschaltung 100. Das Ladungselement kO baut seine Ladung auf, bis ein dielektrischer Durchschlag länge des Spaltes h2 auftritt. Der letztere, der sehr kurz ist, stellt sicher, daß die Anstiegszeit des sich ergebenden Impulses (als linke Kante in Fig. dargestellt) sehr kurz ist. Beispielsweise ist bei einem Spalt von 0,075 mm (3z 10 - Zoll) und einer maximalen Amplitude V von ungefähr 1 KV bei einem Wellenwiderstand von ungefähr 50 0hm für den Impuls nach Figur 6 die Anstiegszeit bei der kalben Höhe ungefähr 100 PikoSekunden bei einer gleichen Breite.

Venn die Impulswiederholfrequenz der den Impulsgenerator 1O ansteuernden Impulse erniedrigt odor verringert wird, hat es sich nun herausgestellt, daß die Notwendigkeit für ein Gas mit dämpfenden Eigenschaften verringert wird. Somit kann der Impulsgenerator für die Verwendung bei niedrigen Impuls-Wlederholfrequensen (beispielsweise 1 kHz und weniger) mit einem Gas gefüllt werden, das keine guten DämpfungseigeRsohaften bei hohen Frequenzen aufweist. Es wird angenommen, daß dies im wesentlichen auf der Tatsache beruht, daß das Abklingen der Ionisation durch andere Mechanismen stattfindet, wie z. B. Rekombination und Diffusion«

Die Impulslänge von dem Generator 10 wird natürlich durch die Übergangszeit bestimmt, die erforderlich ist, damit eine elektrische Vellenfront das Element kO durchquert

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und ist somit sielen der doppelten elektrischen Länge des Elementes 40. Um a. B, einen kurzen Impuls in den Bereich unterhalb des Nanosekundenberelchs zu erzielen, ist das Element ungefähr 25 mm (1 Zoll) lang· Somit 1st das Element 4O typischerwelse ungefähr 12,7 mm (i/2 Zoll) lang, und die Länge kann in dem Bereich bis 50 mm (2 Zoll) oder länger liegen. Die Impulshöhenstabilität der Ausgangalmpulse wird dadurch erzielt, daß der Ansteuerimpuls ein konstantes Plateau während der Periode t^ aufweist, wie dies aus Figur 5 asu erkennen ist· Die Höhenvariation zwischen den Ausgangeimpulsen kann auf diese Weise so klein wie 0,1 db gehalten werden, wie dies auch gemessen wurde· Der Wert der Impedanz 38 (von ungefähr 10.000 - 50.000 Ohms und typischerweise 30.000 Ohms) verhindert oder begrenzt ". einen kontinuierlichen Stromfluß, der den Lichtbogen längs des Spaltes 42 aufrechterhalten könnte. Der Wert der Impedanz 38 begrenzt außerdem die Zelt, die zur Ladung des Elementes 40 erforderlich ist, und sollte kloin genug sein, um eine ausreichend gute Nachführung der Hiillkurve in bezug auf die Eingangs-Vellenform zu erzielen.

Die Verwendung eines Druckes, der höher ist als der Atmosphärendruck, ist insofern wichtig, als die höheren DrUcke eine Stabilisierung dar Impulsform von Impuls zu Impuls und insbesondere der maximalen Amplitude der Impulse bewirken. Der Abstand des Spaltes 42 1st außerdem insofern wichtig, daß bei sehr kleinen Abständen, d. h. 75 - 100 χ 10"*^ mm (3 - 4 χ 1O"*-* Zoll) bei dem hohen Gasdruck dl· sehr hohen Impulsanstiegszeiten geliefert worden, die im Bereich um 100 Pikosekunden liegen. Die Verwendung von Mikrowellen-Energie absorbierendem Material 44, das wahlweise verwendet werden kann, verringert Rauschen oder Echos, die

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von Reflektionen in das Element kO von dem Spalt h2 oder von der Auegangslast, in die der Impuls eingespeist wird, hervorgerufen werden.

Der erfindungsgemäße Impulsgenerator weist eine Anzahl von Anwendungen auf. Einige Beispiele derartiger Anwendungen schließen folgendes eint

1« Erzeugung eines weißen Spektrums mit hoher Lei· stung für die Untersuchung elektrischer Bauteile und Schaltungen gegenüber elektromagnetischen Störungen (SNX)·

2. Ein Kamm (Comb), der ausreichende Leistung in den Bändern erzeugt.

3. Verwendung in der Zeitberelchs-Reflektronatria, wobei es Entfernung und Dämpfung erforderlich Bachen, ein beträchtlich größeres Signal zur Verfügung zu haben, als es zur Zeit zur Verfügung steht·

k, Radarstudien im Zeitbereich durch Auesendung und Empfang des Impulses» Ein Impuls stellt die Grenze bei Kurzimpulsradar dar, was eine Auflösung von Gegenstanden bei unterschiedlichen Entfernungen ermöglicht, ein Vorteilt der bei längeren Impulsen oder bei Dauerstrichbetrieb (CW) nicht gegeben ist.

Patentansprüche s

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   (1 «j Impulsgenerator mit einem abdichtbaren langgestreckten, eine gasförmige Atmosphäre mit Überatmosphärendruck enthaltenden Geh&uee, mit zwei koaxialen mit Abstand angeordneten und sich entlang dieses Gehäuses erstreckenden Leitern, wobei zumindestens der Innenleiter innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und sich mit soinen entgegengesetzten Enden von entsprechenden Enden des Gehäuses nach außen erstreckt, und wobei der Innenleiter einen kurzen Spalt aufweist, mit einem unmittelbar an den Spalt anschließenden Ladungsspeicherabschnitt und mit einer zwischen dem Ladung speichernden Abschnitt und einem entsprechenden Ende des Xnnenleiters verbundenen Ohm*sehen Impedanz, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schaltung (100) zur Zuführung einer Reihe von Hochspannungsimpulsen mit einer im wesentlichen feston Amplitude längs des Außenleiters und dem Ende des Innenleiters, das direkt mit der Impedanz verbunden ist, vorgesehen ist«
2. 2. Impulsgenerator nach Anspruch 1„ dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (lOO) zur Zuführung der Hochspannungsimpulse eine vorgegebene Impul»wiederholfrequenz unterhalb von ungefähr 1 kHz aufweist.

   3· Impulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (lOO) zur Zuführung der Impulse Ladungsspeichermittel (iO6)_t Mittel (1OU) zur resonant en Ladung der Ladung speichernden Mittel, Mittel (1O8, 114) zur periodischen Entladung der Ladungsspeichermittel

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   und Mittel (124) zur Schwellwertbegrenzung der durch die Entladung der Ladungsspeichermittel gebildeten Impulse aufweist.

   k. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (TGS₉. Wh) zur Entladung: bei einer vorgegebenen Impule-Wiedorholffrequenz betätigbar sind.

   J) 5* Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet* daß die Schaltung; CtQQ) eine Modulatorschaltung mit ©iner Grlelchspannungs—Leistungs— versorgung (102), LadungsspeicherraittainC106)_f Mitteln (Τθ4) zur Ladung der Ladungespeichermittol aus der Leistuegsver-βorgung mit feiner ungefähr doppelton Spannung der Spannung der LoietungE\orsorgung, einem Impulstransformator (112), Mitteln (tOO, 11U) zum Schalten der goapeicharton Ladung durch die Pilaiärwicklung (HO) dos Trans forma tor β mit einer vorgegäbonsn Impuls-Wiederholfrequenz₉ so daß eine Vielzahl von Ansteuerimpulsen geliefert wird» und eine Schaltung (124) zur Schwellwertbegrenzung der Ansteuerimpulse auf einen Amplitudenwert, dsr im wesentlichen von Impuls zu

   ™ Impuls gleich ist, ist.

   6. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß die Schaltung (124) zur Schwöllwertbegrenzung einseitig stromleitende Mittel (126) aufweists die die Sekundärwicklung (122) eines Transformators (112) mit einer RC-Schaltung verbinden_a die zur Bestimmung der Amplitude ausgewählte Worte aufweist.

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   7» Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Schwell· wegbegrenzung· einseitig stroniieitenda Mittel (iko) umfassen, die die Sekundärwicklung· oinea Transformators (112) mit eimer im wasentliehen konstanten Gleichspannungequelle (i4'6) mit eitler Spannung, die im wesentlichen dar festen entspricht₅ verbinden»

   8» !Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet* daß das Gas Stickstoff ist.

   9· Impuls» gene rat or nach einem der vorhergehenden Αη-sprtiche, dadurch gekennzeichnet,, daß das Gas ein chemisch inertes Gas ist«

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