RU2117386C1 - High-voltage pulse generator - Google Patents

High-voltage pulse generator Download PDF

Info

Publication number
RU2117386C1
RU2117386C1 RU96106011A RU96106011A RU2117386C1 RU 2117386 C1 RU2117386 C1 RU 2117386C1 RU 96106011 A RU96106011 A RU 96106011A RU 96106011 A RU96106011 A RU 96106011A RU 2117386 C1 RU2117386 C1 RU 2117386C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
coaxial
double
switch
electrode
Prior art date
Application number
RU96106011A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96106011A (en
Inventor
Олег Георгиевич Егоров
Original Assignee
Олег Георгиевич Егоров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Георгиевич Егоров filed Critical Олег Георгиевич Егоров
Priority to RU96106011A priority Critical patent/RU2117386C1/en
Publication of RU96106011A publication Critical patent/RU96106011A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2117386C1 publication Critical patent/RU2117386C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: heavy-current pulse electronics. SUBSTANCE: high-voltage pulse generator has butt-to-butt joined first coaxial transmission line formed by first external-electrode section and first internal-electrode section, double coaxial shaping line formed by second external- electrode section, intermediate electrode, and second internal-electrode section, second coaxial transmission line formed by third external-electrode section and third internal-electrode section, load connected to second coaxial line, facilities for charging second double shaping line, and at least one switch whose first lead is connected to intermediate electrode and second one, to second section of one of electrodes arranged in coaxial manner relative to intermediate electrode; coaxial line section located between switch and butt-to-butt joint between double shaping line and first coaxial line has length T1 expressed in time units; coaxial line section between switch and butt-to-butt joint between double shaping line and second coaxial line has heterogeneous structure and its length To= 2T1; coaxial line of double shaping line that has no switch is of length To expressed in time units. EFFECT: improved pulse amplitude across load. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования коротких высоковольтных импульсов в устройствах сильноточной электроники. The invention relates to a pulse technique and can be used to generate short high-voltage pulses in high-current electronics devices.

Из предшествующего уровня техники известен генератор высоковольтных импульсов (Кремнев В. В. и Месяц Г.А. Методы умножения и трансформации импульсов в сильноточной электронике. Новосибирск. Наука, 1987, с. 54 - 55), включающий линию передачи, длина которой равна L, а волновое сопротивление ρ , источник постоянного напряжения, подключенный через сопротивление R >> ρ к одному концу линии передачи, и активную согласованную нагрузку Rн = ρ , подключенную через нормально разомкнутый ключ к второму концу линии передачи. В известном генераторе высоковольтных импульсов длительность импульса на нагрузке равна двойному пробегу электромагнитной волны по линии передачи, а амплитуда импульса напряжения на нагрузке составляет половину зарядного напряжения. В согласованном режиме вся энергия, накопленная в линии передачи за импульс, передается в нагрузку.A generator of high-voltage pulses is known from the prior art (V. Kremnev and G. A. Mesyats. Methods of multiplication and transformation of pulses in high-current electronics. Novosibirsk. Nauka, 1987, pp. 54–55), including a transmission line whose length is L and the impedance ρ, a constant voltage source connected through the resistance R >> ρ to one end of the transmission line, and the active matched load R n = ρ connected through a normally open switch to the second end of the transmission line. In the known high-voltage pulse generator, the pulse duration at the load is equal to the double range of the electromagnetic wave along the transmission line, and the amplitude of the voltage pulse at the load is half the charging voltage. In the coordinated mode, all the energy accumulated in the transmission line per pulse is transferred to the load.

Недостаток этого генератора высоковольтных импульсов заключается в том, что он не позволяет получить импульсы, амплитуда которых превышает половину величины зарядного напряжения (Uз).The disadvantage of this generator of high-voltage pulses is that it does not allow to obtain pulses whose amplitude exceeds half the magnitude of the charging voltage (U s ).

Известен также генератор высоковольтных импульсов (Булан В.В. и Ямпольский И.Р. Многоступенчатый высоковольтный генератор для исследований по УТС. Препринт ИАЭ им. И.В.Курчатова, ИАЭ-5337/7. - М., 1991, с. 2 - 3, 19), взятый в качестве прототипа и содержащий n-последовательно состыкованных между собой секций, средство для зарядки и нагрузку, причем каждая секция содержит двойную формирующую линию, образованную коаксиально расположенным внешним электродом, промежуточным электродом и внутренним электродом. Кроме того, двойная формирующая линия содержит по крайней мере один коммутатор, включенный между промежуточным электродом и внешним электродом, а двойные формирующие линии смежных секций отделены друг от друга отрезками линий, образованными участками внешнего и внутреннего электродов. A generator of high-voltage pulses is also known (Bulan V.V. and Yampolsky I.R. Multistage high-voltage generator for research on fusion. - 3, 19), taken as a prototype and containing sections n-sequentially connected to each other, means for charging and loading, each section containing a double forming line formed by a coaxially located external electrode, an intermediate electrode and an internal electrode. In addition, the double forming line contains at least one switch connected between the intermediate electrode and the external electrode, and the double forming lines of adjacent sections are separated from each other by line segments formed by sections of the external and internal electrodes.

Недостаток этого генератора высоковольтных импульсов заключается в том, что он имеет сложную конструкцию. Кроме того, используемая в известном генераторе двойная формирующая линия не позволяет получить импульс с амплитудой, превышающей величину зарядного напряжения, величина которого ограничивается электрической прочностью диэлектрика внутренней коаксиальной линии при отрицательной зарядке промежуточного электрода. The disadvantage of this high-voltage pulse generator is that it has a complex structure. In addition, the double forming line used in the known generator does not allow obtaining a pulse with an amplitude exceeding the value of the charging voltage, the value of which is limited by the dielectric strength of the internal coaxial line dielectric when the intermediate electrode is negatively charged.

В основу изобретения поставлена задача разработать генератор высоковольтных импульсов, конструктивное выполнение двойной коаксиальной формирующей линии которого обеспечило бы увеличение амплитуды импульса на нагрузке, при той же электрической прочности диэлектрика. The basis of the invention is the task to develop a high-voltage pulse generator, the constructive implementation of the double coaxial forming line which would provide an increase in the amplitude of the pulse at the load, with the same dielectric strength.

Поставленная задача решена тем, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем состыкованные между собой первую коаксиальную линию передачи, образованную первым участком внешнего электрода и первым участком внутреннего электрода, двойную коаксиальную формирующую линию, образованную вторым участком внешнего электрода, промежуточным электродом и вторым участком внутреннего электрода, вторую коаксиальную линию передачи, образованную третьим участком внешнего и третьим участком внутреннего электродов, нагрузку, подключенную к второй коаксиальной линии, средства для зарядки двойной формирующей линии и по крайней мере один коммутатор, первый вывод которого соединен с промежуточным электродом, согласно изобретению второй вывод коммутатора соединен с вторым участком одного из электродов, расположенных коаксиально промежуточному электроду, при этом участок коаксиальной линии, расположенный между коммутатором и стыком двойной формирующей линии с первой коаксиальной линией, выполнен длиной, равной T1, выраженной во временных единицах, участок коаксиальной линии, расположенный между коммутатором и стыком двойной формирующей линии с второй коаксиальной линией, выполнен с неоднородной структурой и длиной T0 = 2T1, а коаксиальная линия двойной формирующей линии, не содержащая коммутатор, выполнена длиной T0, выраженной во временных единицах. Целесообразно, чтобы второй вывод коммутатора был соединен с вторым участком центрального электрода, а коаксиальные линии двойной формирующей линии были выполнены с волновыми сопротивлениями, удовлетворяющими следующим соотношениям:

Figure 00000002

ρ2= (1,35-1,44)ρ0,
Figure 00000003

Z = ρ02,
где
ρ1 - волновое сопротивление участка коаксиальной линии между коммутатором и стыком двойной формирующей линии с первой коаксиальной линией передачи, Ом;
ρ2 - волновое сопротивление участка коаксиальной линии между коммутатором и стыком двойной формирующей линии с второй коаксиальной линией передачи, Ом;
ρ0 - волновое сопротивление коаксиальной линии, образованной вторым участком внешнего электрода и промежуточным электродом, Ом;
L - индуктивность коммутатора, Гн;
Z - сопротивление нагрузки, Ом.The problem is solved in that in the high-voltage pulse generator containing the first coaxial transmission line stacked together, formed by the first section of the external electrode and the first section of the internal electrode, the double coaxial forming line formed by the second section of the external electrode, the intermediate electrode and the second section of the internal electrode, the second coaxial transmission line formed by the third portion of the external and the third portion of the internal electrodes, the load connected to the second coaxial line, means for charging the double forming line and at least one switch, the first terminal of which is connected to the intermediate electrode, according to the invention, the second terminal of the switch is connected to the second section of one of the electrodes located coaxially to the intermediate electrode, while the section of the coaxial line located between the switch and the junction of the double forming line with the first coaxial line, a length equal to T 1 expressed in time units is made, a portion of the coaxial line and, located between the switch and the junction of the double forming line with the second coaxial line, is made with a heterogeneous structure and length T 0 = 2T 1 , and the coaxial line of the double forming line not containing the switch is made of length T 0 , expressed in time units. It is advisable that the second output of the switch was connected to the second section of the central electrode, and the coaxial lines of the double forming line were made with wave impedances that satisfy the following relationships:
Figure 00000002

ρ 2 = (1.35-1.44) ρ 0 ,
Figure 00000003

Z = ρ 0 + ρ 2 ,
Where
ρ 1 - wave impedance of the coaxial line section between the switch and the junction of the double forming line with the first coaxial transmission line, Ohm;
ρ 2 - wave impedance of the section of the coaxial line between the switch and the junction of the double forming line with the second coaxial transmission line, Ohm;
ρ 0 - wave impedance of the coaxial line formed by the second portion of the external electrode and the intermediate electrode, Ohm;
L is the inductance of the switch, GN;
Z - load resistance, Ohm.

Выгодно, чтобы волновое сопротивление первой коаксиальной линии передачи было чисто индуктивным и превышало сопротивление нагрузки. Такое выполнение генератора высоковольтных импульсов обеспечивает увеличение (до 50%) амплитуды импульса на нагрузке при той же электрической прочности диэлектрика за счет того, что дополнительно к двум волнам, распространяющимся в двойной коаксиальной формирующей линии в направлении к нагрузке, с помощью отрезка линии длиной T1, выраженной во временных единицах, формируется дополнительная волна, распространяющаяся от плоскости, в которой расположены коммутаторы в противоположном направлении. При этом время, необходимое для достижения этой волной холостого конца линии длиной T1, в два раза меньше времени, необходимого для достижения основными волнами концов коаксиальных линий, связанных с нагрузкой. В результате после отражения дополнительной волны от холостого конца линии она достигнет плоскости, в которой расположены коммутаторы, одновременно с моментом достижения основными волнами концов линий, связанных с нагрузкой, и индуктивность коммутаторов становится нагрузкой для дополнительной волны. Иными словами происходит сложение токов на индуктивности, а следовательно, рост напряжения.Advantageously, the wave resistance of the first coaxial transmission line is purely inductive and exceeds the load resistance. This embodiment of the high-voltage pulse generator provides an increase (up to 50%) in the amplitude of the pulse on the load with the same dielectric strength due to the fact that in addition to the two waves propagating in the double coaxial forming line towards the load, using a line segment of length T 1 , expressed in time units, an additional wave is formed, propagating from the plane in which the switches are located in the opposite direction. At the same time, the time required for this wave to reach the idle end of a line of length T 1 is half the time required for the main waves to reach the ends of the coaxial lines associated with the load. As a result, after reflection of the additional wave from the idle end of the line, it will reach the plane in which the switches are located, simultaneously with the moment the main waves reach the ends of the lines associated with the load, and the inductance of the switches becomes the load for the additional wave. In other words, the currents add up to the inductance, and consequently, the voltage rises.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предпочтительного варианта выполнения генератора положительных высоковольтных импульсов; на фиг. 2 - выходной импульс напряжения при согласованном режиме; на фиг. 3 - выходной импульс напряжения при совпадении фронтов основных и дополнительной волн. In FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of a generator of positive high voltage pulses; in FIG. 2 - output voltage pulse in a matched mode; in FIG. 3 - output voltage pulse when the fronts of the main and additional waves coincide.

Генератор высоковольтных импульсов содержит внешний электрод 1, промежуточный электрод 2, внутренний электрод 3, коммутаторы 4, установленные по окружности между промежуточным 2 и внутренним 3 электродами на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, заряжающий конденсатор 5, соединенный через ключ 6 с промежуточным электродом 2, и нагрузку 7. Участок 8 электрода 1 и участок 9 электрода 3 образуют первую коаксиальную линию передачи, участок 10 электрода 1, промежуточный электрод 2 и участок 11 внутреннего электрода 3 образуют двойную формирующую линию, а участок 12 электрода 1 и участок 13 электрода 3 образуют вторую коаксиальную линию передачи. Двойная формирующая линия включает внешнюю коаксиальную линию, образованную участком 10 электрода 1 и промежуточным электродом 2, имеющим волновое сопротивление ρ0 и длину T0, выраженную во временных единицах, а также внутреннюю коаксиальную линию, образованную участком 11 электродом 3, имеющим диаметр, больший диаметра участка 9, и электродом 2. Внутренняя коаксиальная линия содержит два участка, расположенных по обе стороны от коммутаторов 4, при этом первый участок выполнен с волновым сопротивлением ρ1 и длиной T1, а второй участок выполнен с волновым сопротивлением ρ2 и длиной T0, выраженной во временных единицах. Условием согласования для стыка первого участка внутренней коаксиальной линии и первой коаксиальной линии является обеспечение режима холостого хода для волн, распространяющихся в первом участке внутренней коаксиальной линии. Если длина второй коаксиальной линии передачи много меньшей T0, то условие согласования сопротивления Z нагрузки 7 с двойной формирующей линией имеет вид Z = ρ02 , при этом максимальная выходная мощность достигается при отношении ρ2 к ρ0 = 1,35 - 1,44.The high-voltage pulse generator contains an external electrode 1, an intermediate electrode 2, an internal electrode 3, switches 4 mounted on a circle between the intermediate 2 and internal 3 electrodes at the same angular distance from each other, a charging capacitor 5 connected via a key 6 to the intermediate electrode 2, and load 7. Section 8 of electrode 1 and section 9 of electrode 3 form a first coaxial transmission line, section 10 of electrode 1, intermediate electrode 2 and section 11 of inner electrode 3 form a double forming a line, and a portion 12 of the electrode 1 and a portion 13 of the electrode 3 form a second coaxial transmission line. The double forming line includes an external coaxial line formed by a portion 10 of the electrode 1 and an intermediate electrode 2 having a wave resistance of ρ 0 and a length T 0 expressed in time units, as well as an internal coaxial line formed by a portion 11 of the electrode 3 having a diameter larger than the diameter section 9, and the electrode 2. The internal coaxial line contains two sections located on both sides of the switches 4, while the first section is made with a wave impedance ρ 1 and a length T 1 , and the second section is made n with a wave impedance ρ 2 and a length T 0 expressed in time units. The matching condition for the junction of the first section of the internal coaxial line and the first coaxial line is to provide an idle mode for waves propagating in the first section of the internal coaxial line. If the length of the second coaxial transmission line is much shorter than T 0 , then the condition for matching the resistance Z of the load 7 with the double forming line has the form Z = ρ 0 + ρ 2 , while the maximum output power is achieved when the ratio ρ 2 to ρ 0 = 1.35 - 1.44.

Равенство длин внешней коаксиальной линии и второго участка внутренней коаксиальной линии обеспечивается тем, что второй участок внутренней коаксиальной линии выполнен с неоднородной структурой. Для уменьшения влияния межемкостной связи между неоднородностями впадины заполнены материалом, имеющим более низкое значение диэлектрической проницаемости. The equality of the lengths of the outer coaxial line and the second portion of the inner coaxial line is ensured by the fact that the second portion of the inner coaxial line is made with an inhomogeneous structure. To reduce the effect of inter-capacitive coupling between inhomogeneities, the depressions are filled with a material having a lower dielectric constant.

Коммутаторы 4 (в принципе коммутатор может быть один) могут быть установлены между промежуточным 2 и внешним электродом 1. В этом случае при отрицательной полярности промежуточного электрода 2 генерируемый импульс имеет не положительную (как в выше описанном варианте выполнения генератора), а отрицательную полярность. В предложенном устройстве используются стандартные коммутаторы (Месяц Г. А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Сов. радио, 1974, с. 81 - 102) и индуктивные нагрузки. Switches 4 (in principle, there can be one switch) can be installed between intermediate 2 and external electrode 1. In this case, when the intermediate electrode 2 is negatively polished, the generated pulse does not have a positive polarity (as in the generator described above), but a negative polarity. The proposed device uses standard switches (G. Mesyats. Generation of powerful nanosecond pulses. M: Sov. Radio, 1974, p. 81 - 102) and inductive loads.

Генератор высоковольтных импульсов работает следующим образом. The high-voltage pulse generator operates as follows.

С помощью ключа 6 осуществляется зарядка промежуточного электрода 2 (отрицательной полярности) относительно внешнего 1 и внутреннего 3 электродов. При срабатывании коммутаторов 4 во внешней коаксиальной линии возбуждается волна E0 (фиг. 1), распространяющаяся к нагрузке, а во внутренней коаксиальной линии возбуждаются две волны E1 и E2, распространяющиеся в противоположных направлениях. Через время T1 волна E1 достигнет стыка с первой коаксиальной линией, а через время T0 волны E0 и E2 достигнут стыка с второй коаксиальной линией. Если T1 = 0,5T0, то волна E1, достигнув стыка с первой коаксиальной линией, на котором обеспечивается режим холостого хода, отразится в обратном направлении и через время, равное T0, достигнет сечения, в котором расположены коммутаторы 4, и их индуктивность становится нагрузкой для волны E1. Таким образом, при T1 = 0,5T0 волна E1 достигнет сечения, в котором расположены коммутаторы 4, одновременно с приходом волн E0 и E2 к стыку с второй коаксиальной линией. При правильном подборе величины индуктивности коммутаторов 4 большая часть энергии волны E1 выделяется на индуктивности коммутаторов 4, иными словами происходит сложение токов на индуктивности, а следовательно, напряжение возрастает (фиг. 2). Действительно амплитуда импульса напряжения максимальна при

Figure 00000004
, где τф - длительность переднего фронта "основного" импульса напряжения, соответствующего энергии волн E0 и E2, поскольку сложение энергии волны E1 с энергией волн E0 и E2 происходит после окончания длительности переднего фронта "основного" импульса. Увеличение амплитуды выходного импульса достигает 50%.Using the key 6, the intermediate electrode 2 (negative polarity) is charged relative to the external 1 and internal 3 electrodes. When the switches 4 are activated, the wave E 0 is excited in the external coaxial line (Fig. 1), which propagates to the load, and two waves E 1 and E 2 , which propagate in opposite directions, are excited in the internal coaxial line. After time T 1, the wave E 1 reaches the junction with the first coaxial line, and after time T 0 the waves E 0 and E 2 reach the junction with the second coaxial line. If T 1 = 0.5T 0 , then the wave E 1 , reaching the junction with the first coaxial line, which provides idle speed, will be reflected in the opposite direction and after a time equal to T 0 will reach the cross section in which the switches 4 are located, and their inductance becomes a load for wave E 1 . Thus, at T 1 = 0.5T 0, the wave E 1 reaches the cross section in which the switches 4 are located, simultaneously with the arrival of waves E 0 and E 2 at the junction with the second coaxial line. With the correct selection of the inductance value of the switches 4, most of the energy of the wave E 1 is allocated to the inductance of the switches 4, in other words, the currents combine inductance, and therefore, the voltage increases (Fig. 2). Indeed, the amplitude of the voltage pulse is maximum at
Figure 00000004
where τ f is the duration of the leading edge of the "main" voltage pulse corresponding to the energy of the waves E 0 and E 2 , since the addition of the energy of the wave E 1 with the energy of the waves E 0 and E 2 occurs after the end of the duration of the leading edge of the "main" pulse. The increase in the amplitude of the output pulse reaches 50%.

Длительность переднего фронта "основного" импульса зависит от индуктивности Lк коммутаторов 4 следующим образом:

Figure 00000005

Откуда получаем
Figure 00000006

Экспериментально установлено, что максимальная амплитуда импульса имеет место при
Figure 00000007
.The duration of the leading edge of the "main" pulse depends on the inductance L to the switches 4 as follows:
Figure 00000005

Where do we get
Figure 00000006

It was experimentally established that the maximum pulse amplitude occurs at
Figure 00000007
.

Режим холостого хода для волны E1 на стыке с первой коаксиальной линией обеспечивается, если волновое сопротивление первой коаксиальной линии передачи является чисто индуктивным и превышает сопротивление нагрузки. Если же

Figure 00000008
, то сложение энергии волны E1 с энергией волн Eo и E2 происходит во время переднего фронта основного импульса (пунктирная линия на фиг. 3). В результате перед вершиной "основного" импульса имеет место всплеск напряжения. Выходной импульс приобретает сложную форму, при этом амплитуда его увеличивается на 40 - 45%. Однако в ряде случаев данная сложная форма выходного импульса может найти практическое применение. Следует отметить, что указанное выше соотношение между ρ1 и ρ2 является оптимальным с точки зрения достижения максимального значения амплитуды.The idle mode for wave E 1 at the junction with the first coaxial line is provided if the wave resistance of the first coaxial transmission line is purely inductive and exceeds the load resistance. If
Figure 00000008
, then the addition of wave energy E 1 with wave energy E o and E 2 occurs during the leading edge of the main pulse (dashed line in Fig. 3). As a result, a surge of voltage occurs in front of the peak of the "main" pulse. The output pulse takes on a complex shape, while its amplitude increases by 40 - 45%. However, in some cases, this complex form of the output pulse can find practical application. It should be noted that the above ratio between ρ 1 and ρ 2 is optimal from the point of view of achieving the maximum value of the amplitude.

Характеристика выходного импульса определяется также количеством коммутаторов 4, что обусловлено искажениями фронтов волн E1 и E2 при преобразовании цилиндрических волн, возбуждаемых при срабатывании коммутаторов 4, в плоские волны, распространяющиеся вдоль отрезков линий.The characteristic of the output pulse is also determined by the number of commutators 4, which is caused by distortions of the wave fronts E 1 and E 2 during the transformation of cylindrical waves excited when the commutators 4 are triggered, into plane waves propagating along line segments.

В случае размещения коммутаторов 4 между промежуточным 2 и внешним 1 электродами работа генератора осуществляется аналогично описанному выше, с той лишь разницей, что во внешней коаксиальной линии двойной формирующей линии распространяются (после срабатывания коммутаторов) две волны E'1 и E'2, а во внутренней коаксиальной линии - одна волна E'0. При отрицательной полярности промежуточного электрода выходной импульс имеет отрицательную полярность.In the case of placing switches 4 between the intermediate 2 and external 1 electrodes, the generator operates in the same way as described above, with the only difference being that two waves E ' 1 and E' 2 propagate (after the triggering of the switches) in the external coaxial line of the double forming line, and internal coaxial line - one wave E ' 0 . With a negative polarity of the intermediate electrode, the output pulse has a negative polarity.

Таким образом, предложение позволяет получить короткие высоковольтные импульсы с амплитудой, равной 3/2Uз.Thus, the proposal allows to obtain short high-voltage pulses with an amplitude equal to 3 / 2U s .

Claims (2)

1. Генератор высоковольтных импульсов, содержащий состыкованные между собой первую коаксиальную линию передачи, образованную первым участком внешнего электрода и первым участком центрального электрода, двойную коаксиальную формирующую линию, образованную вторым участком внешнего электрода, промежуточным электродом и вторым участком центрального электрода, вторую коаксиальную линию передачи, образованную третьим участком внешнего и третьим участком центрального электродов, нагрузку, подключенную к второй коаксиальной линии, средства для зарядки двойной формирующей линии и по крайней мере один коммутатор, первый вывод которого соединен с промежуточным электродом, отличающийся тем, что второй вывод коммутатора соединен с вторым участком одного из электродов, расположенных коаксиально промежуточному электроду, участок внутренней коаксиальной линии двойной коаксиальной формирующей линии, расположенной между коммутатором и стыком двойной формирующей линии с второй коаксиальной линией, выполнен с неоднородной структурой, при этом
T1 = 0,5 T0,
где T1 - время, за которое возбужденная при срабатывании коммутатора волна E1, распространяющаяся во внутренней коаксиальной линии двойной коаксиальной формирующей линии, достигает стыка с первой коаксиальной линией;
T0 - время, за которое возбужденная при срабатывании коммутатора волна E2, распространяющая во внутренней коаксиальной линии двойной коаксиальной формирующей линии в противоположном направлении относительно волны E1, и волны E0, распространяющаяся во внешней коаксиальной линии двойной коаксиальной формирующей линии, достигают стыка с второй коаксиальной линией.
1. A high-voltage pulse generator, comprising a first coaxial transmission line stacked together, formed by a first portion of an external electrode and a first portion of a central electrode, a double coaxial shaping line formed by a second portion of an external electrode, an intermediate electrode and a second portion of a central electrode, a second coaxial transmission line, formed by the third section of the outer and third section of the central electrodes, the load connected to the second coaxial line, medium VA for charging the double forming line and at least one switch, the first output of which is connected to the intermediate electrode, characterized in that the second output of the switch is connected to the second portion of one of the electrodes located coaxially to the intermediate electrode, a portion of the internal coaxial line of the double coaxial forming line, located between the switch and the junction of the double forming line with the second coaxial line, is made with a heterogeneous structure, while
T 1 = 0.5 T 0 ,
where T 1 is the time during which the wave E 1 , excited when the switch is triggered, propagating in the internal coaxial line of the double coaxial generating line, reaches the junction with the first coaxial line;
T 0 is the time during which the wave E 2 excited when the switch is triggered propagates in the internal coaxial line of the double coaxial forming line in the opposite direction relative to wave E 1 , and the wave E 0 propagating in the external coaxial line of the double coaxial forming line reaches the junction with second coaxial line.
2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что второй вывод коммутатора соединен с вторым участком центрального электрода, а внешняя и внутренняя коаксиальные линии двойной формирующей линии выполнены с волновыми сопротивлениями, удовлетворяющими следующим соотношениям:
Figure 00000009

ρ2= (1,35÷1,44)ρ0,
Figure 00000010

Z = ρ02,
где ρ1 - волновое сопротивление участка внутренней коаксиальной линии между коммутатором и стыком двойной формирующей линии с первой коаксиальной линией передачи, (Ом);
ρ2 - волновое сопротивление участка внутренней коаксиальной линии между коммутатором и стыком двойной формирующей линии с второй коаксиальной линией передачи, Ом;
ρ0 - волновое сопротивление внешней коаксиальной линии, образованной вторым участком внешнего электрода и промежуточным электродом, Ом;
Lk - индуктивность коммутатора, Г;
Z - сопротивление нагрузки, Ом.
2. The generator according to claim 1, characterized in that the second output of the switch is connected to the second portion of the central electrode, and the external and internal coaxial lines of the double forming line are made with wave impedances that satisfy the following relationships:
Figure 00000009

ρ 2 = (1.35 ÷ 1.44) ρ 0 ,
Figure 00000010

Z = ρ 0 + ρ 2 ,
where ρ 1 is the wave impedance of the portion of the internal coaxial line between the switch and the junction of the double forming line with the first coaxial transmission line, (Ohm);
ρ 2 - wave impedance of the portion of the internal coaxial line between the switch and the junction of the double forming line with the second coaxial transmission line, Ohm;
ρ 0 - wave impedance of the external coaxial line formed by the second portion of the external electrode and the intermediate electrode, Ohm;
L k is the inductance of the switch, G;
Z - load resistance, Ohm.
RU96106011A 1996-03-29 1996-03-29 High-voltage pulse generator RU2117386C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106011A RU2117386C1 (en) 1996-03-29 1996-03-29 High-voltage pulse generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106011A RU2117386C1 (en) 1996-03-29 1996-03-29 High-voltage pulse generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96106011A RU96106011A (en) 1998-06-20
RU2117386C1 true RU2117386C1 (en) 1998-08-10

Family

ID=20178603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96106011A RU2117386C1 (en) 1996-03-29 1996-03-29 High-voltage pulse generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2117386C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ru 93033516 А1, 27.10.95. *
Булан В.В. и др. Многоступенчатый высоковольтный генератор для исследований по УТС, Препринт ИАЭ им. И.В.Курчатова, ИАЭ-5337/7, - М., 1991, с.2 - 3, 19. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7268641B2 (en) Method and apparatus for digital synthesis of microwaves
EP0094765B1 (en) Short pulse generator
US8212419B2 (en) High power bipolar pulse generators
WO2006133379A2 (en) Method and apparatus for digital synthesis of microwaves through balanced transmission line structures
Smith Linear induction accelerators made from pulse‐line cavities with external pulse injection
US20110254607A1 (en) Method And Apparatus For Digital Synthesis Of Long Multi-Cycle Microwave Pulses
RU2117386C1 (en) High-voltage pulse generator
US4536723A (en) High-power pulse generator using transmission line with spark discharge device
US8207634B2 (en) Compact multi-cycle high power microwave generator
RU2714739C1 (en) Non-uniform forming long line (versions)
RU2206175C1 (en) Subnanosecond pulse shaper
RU2128877C1 (en) High-voltage pulse generator
JP3085904B2 (en) Pulse generator
Baum Compact Electric Antennas
SU1499709A1 (en) Multistage generator of high-voltage pulses
RU2164054C1 (en) High-voltage pulse generator
RU2161858C1 (en) High-voltage pulse generator
RU2121217C1 (en) High-voltage pulse generator
RU2121216C1 (en) High-voltage pulse generator
RU97101608A (en) HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR
RU2161859C1 (en) High-voltage pulse generator
RU2121218C1 (en) High-voltage pulse generator
SU347898A1 (en) High Voltage Pulse Generator
SU843185A1 (en) High-voltage pulse generator
SU966863A1 (en) High-voltage square wave generator