RU2313900C1 - Generator of nanosecond impulses - Google Patents

Generator of nanosecond impulses Download PDF

Info

Publication number
RU2313900C1
RU2313900C1 RU2006120607/09A RU2006120607A RU2313900C1 RU 2313900 C1 RU2313900 C1 RU 2313900C1 RU 2006120607/09 A RU2006120607/09 A RU 2006120607/09A RU 2006120607 A RU2006120607 A RU 2006120607A RU 2313900 C1 RU2313900 C1 RU 2313900C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
load
voltage
electrode
conductor
segments
Prior art date
Application number
RU2006120607/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Глебович Птицын (RU)
Борис Глебович Птицын
Виктор Дмитриевич Селемир (RU)
Виктор Дмитриевич Селемир
Константин Семенович Шилин (RU)
Константин Семенович Шилин
Original Assignee
Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
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 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии, Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии
Priority to RU2006120607/09A priority Critical patent/RU2313900C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313900C1 publication Critical patent/RU2313900C1/en

Links

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: generation of electromagnetic and nanosecond impulses.
SUBSTANCE: generator of nanosecond impulses includes bipolar source of discharge voltage, to which a generating line is connected, one conductor of which is under zero potential and is connected to common bus and to load. Another conductor is made with gaps, in high voltage form and is connected to load through discharger. Lengths of high voltage conductor are connected to supply in such a way, that potential sign of lengths alternates between positive and negative along whole generating line. Ends of positively charged lengths of high voltage conductor of generating line are connected to one electrode of discharger, and ends of negatively charged lengths are connected to the other electrode. An additional discharger is coupled between discharger and load, which ensures appearance of potential on electrode connected to load, when activated. Electrodes of additional discharger are made in different shapes: plane - cone.
EFFECT: generation of a train of high power bipolar impulses with certain spectral composition.
3 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам генерирования наносекундных импульсов.The invention relates to high-voltage pulse technology, and in particular to devices for generating nanosecond pulses.

Уровень техникиState of the art

Известен генератор наносекундных импульсов [1], содержащий источник зарядного напряжения, к которому подключена формирующая линия (ФЛ) таким образом, что один проводник находится под нулевым потенциалом, а другой является высоковольтным, высоковольтный проводник ФЛ подключен через тиратрон к нагрузке. ФЛ выполнена в виде коаксиального кабеля. При подаче управляющего импульса на сетку тиратрона он поджигается, и предварительно заряженная от источника зарядного напряжения ФЛ начинает разряжаться через сопротивление нагрузки, формируя на нем импульс напряжения.A known nanosecond pulse generator [1], containing a charging voltage source to which a forming line (PL) is connected so that one conductor is at zero potential and the other is a high voltage, high voltage PL conductor is connected to the load through a thyratron. FL is made in the form of a coaxial cable. When a control pulse is applied to the thyratron grid, it is ignited, and the PL precharged from the charging voltage source begins to discharge through the load resistance, forming a voltage pulse on it.

Недостаток этого генератора заключается в невозможности генерирования цуга (последовательности) биполярных импульсов большой мощности при однократной зарядке линии.The disadvantage of this generator is the impossibility of generating a train (sequence) of high power bipolar pulses with a single charge of the line.

Известен генератор наносекундных импульсов [2], содержащий источник зарядного напряжения, к которому подключена первая ФЛ таким образом, что один проводник находится под нулевым потенциалом и подсоединен к общей шине и к нагрузке, а другой является высоковольтным; высоковольтный проводник первой ФЛ подключен через газовый разрядник к высоковольтному проводнику второй ФЛ и к нагрузке. Первая ФЛ заряжается до полного напряжения от источника зарядного напряжения. При срабатывании разрядника первая ФЛ разряжается, и на нагрузке формируются два импульса напряжения одинаковой полярности, если вторая ФЛ разомкнута (если замкнута, то формируются импульсы разной полярности). Пауза между импульсами равна двойной длине пробега по второй ФЛ и изменяется ее длиной.Known generator of nanosecond pulses [2], containing a source of charging voltage, to which the first PL is connected so that one conductor is at zero potential and connected to a common bus and to the load, and the other is high voltage; the high-voltage conductor of the first PL is connected through a gas spark gap to the high-voltage conductor of the second PL and to the load. The first PL is charged to full voltage from the charging voltage source. When the arrester is activated, the first PL discharges, and two voltage pulses of the same polarity are formed on the load, if the second PL is open (if closed, pulses of different polarity are formed). The pause between pulses is equal to the double mean free path along the second PL and changes in its length.

Недостаток этого генератора также заключается в невозможности генерирования цуга (последовательности) биполярных импульсов большой мощности при однократной зарядке линии.The disadvantage of this generator also lies in the impossibility of generating a train (sequence) of bipolar pulses of high power with a single charge of the line.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности к заявляемому устройству генератор наносекундных импульсов [3], содержащий двухполярный источник зарядного напряжения, к которому подключена ФЛ таким образом, что один проводник находится под нулевым потенциалом и подсоединен к общей шине и к нагрузке, а другой, выполненный с разрывами, является высоковольтным и подключен к нагрузке через разрядник, при этом полученные отрезки высоковольтного проводника подключены к источнику таким образом, что знак потенциала отрезков чередуется с положительного на отрицательный вдоль всей ФЛ, причем концы положительно заряженных отрезков высоковольтного проводника ФЛ подключены к одному электроду разрядника, а концы отрицательно заряженных отрезков - к другому электроду, кроме того, между разрядником и нагрузкой дополнительно включен конденсатор. При срабатывании разрядника ФЛ разряжается, и на нагрузке формируется цуг из 2n биполярных импульсов, если количество отрезков ФЛ было n штук.As a prototype, the nanosecond pulse generator [3], which is closest in technical essence to the claimed device, is selected, containing a bipolar charging voltage source, to which the PL is connected so that one conductor is at zero potential and is connected to the common bus and to the load, and the other performed with discontinuities is high-voltage and connected to the load through the arrester, while the obtained sections of the high-voltage conductor are connected to the source so that the sign of the potential is It alternates from positive to negative along the entire PL, with the ends of the positively charged segments of the high-voltage conductor of the PL connected to one electrode of the spark gap and the ends of the negatively charged segments to the other electrode, in addition, a capacitor is additionally connected between the spark gap and the load. When the spark gap operates, the PL discharges, and a train of 2n bipolar pulses is formed on the load if the number of PL segments was n pieces.

Дополнительный конденсатор предотвращает попадание постоянной составляющей напряжения в нагрузку, что позволяет заряжать отрезки ФЛ. Для того чтобы биполярные волны напряжения разрядки ФЛ могли проходить через конденсатор, его емкость должна быть на порядок больше емкости одного отрезка ФЛ.An additional capacitor prevents the DC component of the voltage from entering the load, which makes it possible to charge PL segments. In order for bipolar PL discharge voltage waves to pass through a capacitor, its capacitance should be an order of magnitude greater than the capacitance of one PL segment.

Наличие конденсатора в прототипе приводит к следующему:The presence of a capacitor in the prototype leads to the following:

- протеканию тока зарядки ФЛ через нагрузку;- the flow of the PL charging current through the load;

- уменьшению КПД генератора за счет того, что большая часть энергии накапливается в конденсаторе;- reducing the efficiency of the generator due to the fact that most of the energy accumulates in the capacitor;

- энергия, накопленная емкостью конденсатора, диссипирует в нагрузке и в генераторе с собственными частотами, не совпадающими с частотой, формируемой ФЛ, что изменяет заданный спектр и искажает формы импульсов;- the energy accumulated by the capacitance of the capacitor dissipates in the load and in the generator with natural frequencies that do not coincide with the frequency formed by the PL, which changes the specified spectrum and distorts the shape of the pulses;

- невозможности реализовать большие мощности.- the inability to realize great power.

Для того, чтобы емкость не вносила искажение в форму сигнала, необходимо было выполнить соотношение:In order that the capacitance does not introduce distortion into the waveform, it was necessary to fulfill the ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

где τ - длительность импульса одной полярности,where τ is the pulse duration of one polarity,

С - емкость конденсатора,C is the capacitance of the capacitor,

ρ - волновое сопротивление линии.ρ is the wave impedance of the line.

Мощность Р, передаваемая линией, выражается формулойThe power P transmitted by the line is expressed by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где U - напряжение в линии.where U is the voltage in the line.

Для того чтобы увеличить мощность, необходимо уменьшать волновое сопротивление, что приводит к нарушению соотношения (1).In order to increase the power, it is necessary to reduce the wave impedance, which leads to a violation of relation (1).

Кроме того, конденсаторы большой емкости, выполненные намоткой, обладают большой индуктивностью, приводящей также к искажению формы импульсов.In addition, large-capacity capacitors made by winding have a large inductance, which also leads to distortion of the shape of the pulses.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технической задачей заявляемого изобретения является создание генератора, генерирующего цуг биполярных импульсов большой мощности, с повышенным КПД, без протекания тока зарядки ФЛ через нагрузку и изменения спектра сигнала, определяемого ФЛ.The technical task of the invention is the creation of a generator that generates a train of bipolar pulses of high power, with increased efficiency, without the flow of the PL charging current through the load and changes in the signal spectrum determined by the PL.

Техническим результатом данного решения является генерирование цуга биполярных импульсов большой мощности с определенным спектральным составом.The technical result of this solution is the generation of a train of bipolar pulses of high power with a certain spectral composition.

Данный технический результат в заявляемом решении по п.1 достигается тем, что в генераторе наносекундных импульсов, включающем двухполярный источник зарядного напряжения, к которому подключена формирующая линия, таким образом, что один проводник находится под нулевым потенциалом и подсоединен к общей шине и к нагрузке, а другой, выполненный с разрывами, является высоковольтным и подключен к нагрузке через разрядник, при этом полученные отрезки высоковольтного проводника подключены к источнику таким образом, что знак потенциала отрезков чередуется с положительного на отрицательный вдоль всей формирующей линии, причем концы положительно заряженных отрезков высоковольтного проводника формирующей линии подключены к одному электроду разрядника, а концы отрицательно заряженных отрезков - к другому электроду, новым является то, что между разрядником и нагрузкой включен дополнительный разрядник, обеспечивающий при срабатывании появление потенциала на электроде, подключенном к нагрузке.This technical result in the claimed solution according to claim 1 is achieved by the fact that in the nanosecond pulse generator, including a bipolar charging voltage source, to which the forming line is connected, so that one conductor is at zero potential and connected to a common bus and to the load, and the other, made with discontinuities, is high-voltage and connected to the load through the arrester, while the obtained sections of the high-voltage conductor are connected to the source in such a way that the potential sign is alternates from positive to negative along the entire forming line, and the ends of the positively charged segments of the high-voltage conductor of the forming line are connected to one electrode of the arrester, and the ends of the negatively charged segments are connected to the other electrode, new is that an additional arrester is connected between the arrester and the load, providing at triggered appearance of potential on the electrode connected to the load.

В генераторе по п.2 электроды дополнительного разрядника выполнены различными по форме.In the generator according to claim 2, the electrodes of the additional spark gap are made different in shape.

В генераторе по п.3 электроды дополнительного разрядника являются системой плоскость-конус.In the generator according to claim 3, the electrodes of the additional spark gap are a plane-cone system.

Включение дополнительного разрядника между разрядником и нагрузкой устраняет вышеперечисленные недостатки прототипа и поэтому позволяет повысить мощность и КПД генератора без изменения спектра сигнала, а также увеличить ресурс генератора.The inclusion of an additional arrester between the arrester and the load eliminates the above disadvantages of the prototype and therefore allows to increase the power and efficiency of the generator without changing the spectrum of the signal, as well as to increase the resource of the generator.

Дополнительно введенный разрядник предотвращает попадание постоянной составляющей напряжения на нагрузку и позволяет заряжать отрезки ФЛ.An additionally introduced arrester prevents the DC component of the voltage from reaching the load and allows charging the PL segments.

Введение дополнительного разрядника снимает ограничение на условие (1), что позволяет уменьшать волновое сопротивление ρ и тем самым увеличивать мощность.The introduction of an additional spark gap removes the constraint on condition (1), which allows one to reduce the wave impedance ρ and thereby increase the power.

Когда электроды (анод и катод) дополнительного разрядника существенно различны по форме, электрическое поле в зазоре между ними резко неоднородно. Пробой при таких электродах происходит при разных пробивных напряжениях в случаях, когда к электродам поочередно прикладывается напряжение различной полярности [4].When the electrodes (anode and cathode) of the additional spark gap are significantly different in shape, the electric field in the gap between them is sharply inhomogeneous. Breakdown at such electrodes occurs at different breakdown voltages in cases when voltage of different polarity is alternately applied to the electrodes [4].

В предложенном генераторе подключение дополнительного разрядника с системой электродов, например, плоскость-конус с малым радиусом кривизны приводит к тому, что формирующую линию можно заряжать высоковольтным напряжением до пробивного напряжения системы плоскость - конус, где в исходном состоянии электрод-плоскость является катодом, а электрод-конус - анодом (плоский электрод подключен к отрицательно заряженному электроду основного разрядника, а электрод-конус к нагрузке, находящейся под нулевым потенциалом).In the proposed generator, connecting an additional spark gap with an electrode system, for example, a plane-cone with a small radius of curvature, allows the forming line to be charged with a high voltage to the breakdown voltage of the plane-cone system, where in the initial state the electrode-plane is the cathode and the electrode - cone - by the anode (a flat electrode is connected to a negatively charged electrode of the main spark gap, and a cone electrode is connected to a load under zero potential).

После срабатывания разрядника, назовем его основным, вдоль ФЛ распространяются биполярные волны напряжения разрядки ФЛ, и к дополнительному разряднику первоначально подходит положительная волна напряжения величиной, равной половине зарядного положительного напряжения, поэтому электрод-плоскость дополнительного разрядника становится анодом, а электрод-конус - катодом. Это приводит к пробою дополнительного разрядника, так как пробивное напряжение в таком режиме в 3-4 раза меньше, чем в исходном положении [4]. После пробоя дополнительного разрядника волна положительного напряжения продолжает распространяться в сторону нагрузки, за ней следует волна отрицательного напряжения. Так как знак потенциала высоковольтных отрезков ФЛ чередуется с положительного на отрицательный вдоль всей ФЛ, то на нагрузке формируется последовательность чередующихся биполярных импульсов (цуг) только полезного сигнала.After the arrester has triggered, let us call it the main one, bipolar waves of the discharge voltage of the PL propagate along the PL, and a positive voltage wave that is equal to half the charge positive voltage initially approaches the additional spark gap, so the electrode-plane of the additional spark gap becomes the anode, and the electrode-cone becomes the cathode. This leads to a breakdown of the additional arrester, since the breakdown voltage in this mode is 3-4 times less than in the initial position [4]. After the breakdown of the additional arrester, the positive voltage wave continues to propagate towards the load, followed by the negative voltage wave. Since the sign of the potential of the high-voltage segments of the PL alternates from positive to negative along the entire PL, a sequence of alternating bipolar pulses (train) of only the useful signal is formed on the load.

Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков в заявляемом генераторе позволяет достичь технического результата: без изменения спектра увеличить его КПД, мощность и ресурс.Thus, the proposed set of essential features in the inventive generator allows to achieve a technical result: without changing the spectrum to increase its efficiency, power and resource.

На чертеже схематически изображен предложенный генератор наносекундных импульсов. Заявляемый генератор наносекундных импульсов содержит двухполярный источник зарядного напряжения 1, электрод 2 основного разрядника, находящийся под положительным потенциалом, электрод 3 основного разрядника - под отрицательным потенциалом, ФЛ, представляющую собой отрезки 4 ФЛ, состоящей из неразрывного проводника 5, находящегося под нулевым потенциалом, и высоковольтного проводника 6, выполненного с разрывами, дополнительный разрядник 7 с электродами в виде пластины 8 и конуса 9, нагрузку 10, зарядные сопротивления R1 и R2. На чертеже приведен пример ФЛ с шестью отрезками формирующей линии.The drawing schematically depicts the proposed generator of nanosecond pulses. The inventive nanosecond pulse generator comprises a bipolar charging voltage source 1, a main spark gap electrode 2 at a positive potential, a main spark gap electrode 3 at a negative potential, a PL representing 4 segments of a PL, consisting of an unbroken conductor 5 at zero potential, and high-voltage conductor 6, made with discontinuities, an additional spark gap 7 with electrodes in the form of a plate 8 and a cone 9, a load of 10, charging resistance R1 and R2. The drawing shows an example of PL with six segments of the forming line.

Генератор наносекундных импульсов работает следующим образом. Часть ФЛ, выполненная в виде отрезков 4 формирующей линии XW, TS, FE, заряжается положительно от двухполярного источника зарядного напряжения 1 через зарядное сопротивление R1, а оставшаяся часть ФЛ, выполненная в виде отрезков 4 ФЛ: VU, HG, DB, заряжается отрицательно через зарядное сопротивление R2. При этом концы положительно заряженных отрезков высоковольтного проводника 6 ФЛ подключены к электроду 2 основного разрядника, концы отрицательно заряженных отрезков высоковольтного проводника 6 ФЛ подключены к электроду разрядника 3, а проводник 5, находящийся под нулевым потенциалом, проходит разрядник без разрывов. После пробоя разрядного промежутка основного разрядника отрезки 4 ФЛ начинают последовательно разряжаться через сопротивление нагрузки 10 и вдоль ФЛ начинают распространяться биполярные волны напряжения разрядки ФЛ через основной разрядник в двух направлениях: через дополнительный разрядник 7 с электродами в виде пластины 8 и конуса 9, к сопротивлению нагрузки 10 (волновое сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению ФЛ) и к началу ФЛ (зарядному сопротивлению R1). Так как зарядное сопротивление R1 много больше волнового сопротивления ФЛ, то волны напряжения, подошедшие к нему, будут отражаться и распространяться в обратную сторону такой же полярности. Волна напряжения положительной полярности начнет распространяться от точки Х к точке Y и к электроду 8 дополнительного разрядника 7, что приведет его к пробою, и волна будет распространяться через электрод 9 к сопротивлению нагрузки 10, в то же время от точки W к точке V, затем по отрезку 4 ФЛ VU к точке U, и, пройдя по всем оставшимся отрезкам 4 ФЛ, подойдет к зарядному сопротивлению R1. Волна напряжения отрицательной полярности начнет распространяться от точки V к точке W и по отрезку 4 ФЛ WX к дополнительному разряднику 7, который уже пробит, и к сопротивлению нагрузки 10, в то же время от точки U к точке Т, и, пройдя по отрезкам 4 ФЛ: TS, HG, FE, DB, подойдет к зарядному сопротивлению R1. Волна напряжения отрицательной полярности начнет распространяться от точки D к точке Е и, пройдя по отрезкам 4 ФЛ: EF, GH, ST, UV, WX, подойдет через дополнительный разрядник 7 к сопротивлению нагрузки 10, в то же время от точки В к точке А (к зарядному сопротивлению R1), затем отражается от него и проходит путь по отрезкам 4 ФЛ до сопротивления нагрузки 10. Аналогичным образом разряжаются остальные отрезки 4 ФЛ. Таким образом, к сопротивлению нагрузки 10 последовательно подходит волна напряжения положительной полярности от точки X, затем волна напряжения отрицательной полярности от точки V, потом волна положительного напряжения от точки Т и так далее. Волны напряжения разрядки ФЛ, отраженные от зарядного сопротивления R1, начнут распространяться в обратную сторону, то есть к сопротивлению нагрузки 10. И после основной последовательности импульсов на сопротивлении нагрузки 10 сформируется дополнительная последовательность из отраженных импульсов. Если количество отрезков 4 ФЛ n штук, то на сопротивлении нагрузки 10 сформируется цуг из 2п биполярных импульсов, длительностью L/v и амплитудой ±U/2, где L - длина отрезка, v - скорость распространения электромагнитной волны в ФЛ, ±U - соответствующее напряжение двухполярного источника зарядного напряжения. Пробой разрядного промежутка основного разрядника можно осуществить, например, повышая напряжение источника зарядного напряжения. Пробой дополнительного разрядника 7, как было сказано выше, обеспечивается приходом положительной волны напряжения. Чтобы сформировать единый разрядный промежуток, точки X, W, Т, S, F, Е подключаются в точке А к основному разряднику, а точки Y, V, U, H, G, D, В подключаются в точке Z к основному разряднику.The nanosecond pulse generator operates as follows. Part of the PL, made in the form of segments 4 of the forming line XW, TS, FE, is charged positively from a bipolar source of charging voltage 1 through the charging resistance R1, and the remaining part of the PL, made in the form of segments 4 of the PL: VU, HG, DB, is negatively charged charging resistance R2. In this case, the ends of the positively charged segments of the high voltage conductor 6 PL are connected to the electrode 2 of the main arrester, the ends of the negatively charged segments of the high voltage conductor 6 PL are connected to the electrode of the spark gap 3, and the conductor 5, which is at zero potential, passes the spark gap without interruptions. After the breakdown of the discharge gap of the main arrester, the PL segments 4 begin to be discharged sequentially through the load resistance 10 and bipolar waves of the PL discharge voltage begin to propagate along the PL through the main spark gap in two directions: through the additional spark gap 7 with electrodes in the form of a plate 8 and cone 9, to the load resistance 10 (the load impedance is equal to the PL impedance) and to the beginning of the PL (charge resistance R1). Since the charging resistance R1 is much greater than the wave resistance of the PL, the voltage waves approaching it will be reflected and propagate in the opposite direction of the same polarity. A voltage wave of positive polarity will begin to propagate from point X to point Y and to electrode 8 of the additional spark gap 7, which will lead to breakdown, and the wave will propagate through electrode 9 to load resistance 10, at the same time from point W to point V, then along the segment 4 of the PL VU to the point U, and, having passed along all the remaining segments of the 4 PL, will approach the charging resistance R1. A voltage wave of negative polarity will begin to propagate from point V to point W and along segment 4 of the PL WX to an additional spark gap 7, which is already broken, and to the load resistance 10, at the same time from point U to point T, and passing through segments 4 FL: TS, HG, FE, DB, suitable for charging resistance R1. A voltage wave of negative polarity will begin to propagate from point D to point E and, passing through segments 4 of the PL: EF, GH, ST, UV, WX, will go through an additional spark gap 7 to the load resistance 10, at the same time from point B to point A (to the charging resistance R1), then it is reflected from it and travels along the segments 4 FL to the load resistance 10. Similarly, the remaining segments 4 FL. Thus, a voltage wave of positive polarity from point X is successively suitable for the load resistance 10, then a voltage wave of negative polarity from point V, then a wave of positive voltage from point T and so on. The waves of the discharge voltage of the PL reflected from the charging resistance R1 will begin to propagate in the opposite direction, that is, to the resistance of the load 10. And after the main sequence of pulses on the resistance of the load 10, an additional sequence of reflected pulses will be formed. If the number of segments of 4 PL n pieces, then a train of 2p bipolar pulses of duration L / v and amplitude ± U / 2, where L is the length of the segment, v is the propagation velocity of the electromagnetic wave in the PL, and ± U is the corresponding voltage of a bipolar charging voltage source. Breakdown of the discharge gap of the main spark gap can be carried out, for example, by increasing the voltage of the charging voltage source. The breakdown of the additional spark gap 7, as mentioned above, is ensured by the arrival of a positive voltage wave. To form a single discharge gap, points X, W, T, S, F, E are connected at point A to the main arrester, and points Y, V, U, H, G, D, B are connected at point Z to the main arrester.

В примере выполнения генератора наносекундных импульсов ФЛ выполнена из шести петель, каждая из которых состоит из десяти параллельно включенных отрезков кабеля КВИ 100, с волновым сопротивлением 60 Ом, вышесказанным образом подключенная, например, к двум высоковольтным зарядным устройствам разной полярности, к основному водородонаполненному разряднику с электродами, выполненными в виде пластин из стали, и к дополнительному вакуумному разряднику, электрод-пластина которого выполнен в виде медного диска диаметром 100 мм, медный электрод-конус имеет угол полного раствора 48°, а также к нагрузке (резистор с сопротивлением 6 Ом). Отрезки ФЛ выполнены длиной 3 м, поэтому длительность одного импульса - 15 нс. Сопротивления R1 и R2 - мегаомного диапазона.In the example of the implementation of the nanosecond pulse generator, the PL is made of six loops, each of which consists of ten parallel-connected cable segments KVI 100, with a wave impedance of 60 Ohms, connected in the above manner, for example, to two high-voltage chargers of different polarity, to the main hydrogen-filled spark gap with electrodes made in the form of plates of steel, and to an additional vacuum spark gap, the electrode plate of which is made in the form of a copper disk with a diameter of 100 mm, a copper electrode cone has a full opening angle of 48 °, and the load (resistor 6 ohms). The PL segments are 3 m long; therefore, the duration of one pulse is 15 ns. Resistance R1 and R2 - megaohm range.

Таким образом, данный генератор с повышенным КПД позволяет формировать цуг биполярных импульсов большой мощности без изменения спектра.Thus, this generator with increased efficiency allows the formation of a train of bipolar pulses of high power without changing the spectrum.

Источники информацииInformation sources

1. Введенский Ю.В. Генератор наносекундных импульсов. А.С. СССР №122823, заявлено 13.12.1958, опубл. БИ №19, 1959.1. Vvedensky Yu.V. Nanosecond pulse generator. A.S. USSR No. 122823, declared 13.12.1958, publ. BI No. 19, 1959.

2. Ремнев Г.Е., Логачев Е.И., Исаков И.Ф, Печенкин С.А. Мощный генератор сдвоенных импульсов. Авторское свидетельство СССР №1254994, 30.09.94, БИ №18.2. Remnev G.E., Logachev E.I., Isakov I.F., Pechenkin S.A. Powerful dual pulse generator. USSR copyright certificate No. 1254994, 09/30/94, BI No. 18.

3. Селемир В.Д., Птицын Б.Г., Шилин К.С. Генератор наносекундных импульсов. Патент Ru 2258301, МПК7 Н03К 03/53. Опубликован 10.08.2005.3. Selemir V.D., Ptitsyn B.G., Shilin K.S. Nanosecond pulse generator. Patent Ru 2258301, IPC 7 H03K 03/53. Published August 10, 2005.

4. Сливков Н.Н. Процессы при высоком напряжении в вакууме. - М.: Энергоатомиздат, 1986, 213.4. Slivkov N.N. Processes under high voltage in a vacuum. - M .: Energoatomizdat, 1986, 213.

Claims (3)

1. Генератор наносекундных импульсов, включающий двухполярный источник зарядного напряжения, к которому подключена формирующая линия таким образом, что один проводник находится под нулевым потенциалом и подсоединен к общей шине и к выводу нагрузки, который также подключен к общей шине, а высоковольтный проводник формирующей линии выполнен с разрывами и подключен к другому выводу нагрузки через разрядник, при этом полученные отрезки высоковольтного проводника подключены к источнику таким образом, что знак потенциала отрезков чередуется с положительного на отрицательный вдоль всей формирующей линии, причем концы положительно заряженных отрезков высоковольтного проводника формирующей линии подключены к одному электроду разрядника, а концы отрицательно заряженных отрезков - к другому электроду, отличающийся тем, что между одним из электродов разрядника и нагрузкой включен дополнительный разрядник, обеспечивающий при срабатывании появление потенциала на электроде, подключенном к нагрузке.1. A nanosecond pulse generator, including a bipolar charging voltage source, to which a forming line is connected so that one conductor is at zero potential and connected to a common bus and to a load terminal, which is also connected to a common bus, and the high-voltage forming line conductor is made with breaks and connected to another output terminal of the load through the arrester, while the obtained segments of the high-voltage conductor are connected to the source so that the sign of the potential of the segments alternates I’m from positive to negative along the entire forming line, and the ends of the positively charged segments of the high-voltage conductor of the forming line are connected to one electrode of the arrester, and the ends of the negatively charged segments are connected to another electrode, characterized in that an additional arrester is connected between one of the arrester electrodes and the load, providing, when triggered, the appearance of potential on the electrode connected to the load. 2. Генератор наносекундных импульсов по п.1, отличающийся тем, что электроды дополнительного разрядника выполнены различными по форме.2. The nanosecond pulse generator according to claim 1, characterized in that the electrodes of the additional spark gap are made different in shape. 3. Генератор наносекундных импульсов по п.1, отличающийся тем, что электроды дополнительного разрядника являются системой плоскость-конус.3. The nanosecond pulse generator according to claim 1, characterized in that the electrodes of the additional spark gap are a plane-cone system.
RU2006120607/09A 2006-06-13 2006-06-13 Generator of nanosecond impulses RU2313900C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006120607/09A RU2313900C1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Generator of nanosecond impulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006120607/09A RU2313900C1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Generator of nanosecond impulses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2313900C1 true RU2313900C1 (en) 2007-12-27

Family

ID=39019101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006120607/09A RU2313900C1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Generator of nanosecond impulses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313900C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8207634B2 (en) 2009-01-30 2012-06-26 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Compact multi-cycle high power microwave generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8207634B2 (en) 2009-01-30 2012-06-26 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Compact multi-cycle high power microwave generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8598813B2 (en) High voltage RF opto-electric multiplier for charge particle accelerations
Huiskamp et al. Final implementation of a subnanosecond rise time, variable pulse duration, variable amplitude, repetitive, high-voltage pulse source
Heeren et al. 250 kV sub-nanosecond pulse generator with adjustable pulse-width
RU2313900C1 (en) Generator of nanosecond impulses
Liu et al. A compact 100-pps high-voltage trigger pulse generator
CN108540007A (en) A kind of adjustable modularization Gao Zhongying millimicrosecond pulse generator of polarity
US8207634B2 (en) Compact multi-cycle high power microwave generator
CN104184437B (en) High power repetition rate fast pulse linear type transformer driving source and its control method
RU2258301C1 (en) Nanosecond pulse generator
JP5637986B2 (en) Accelerator for accelerating charged particles and method of operating the accelerator
RU2382488C1 (en) Device for generating subnanosecond pulses
Shpak et al. Active former of monocycle high-voltage subnanosecond pulses
Pemen et al. Synchronous pulse systems
RU2597025C1 (en) Device for simulation of magnetic field of lightning discharges
Rajulapati et al. Nanosecond biphasic pulse generators for biomedical applications
RU2206175C1 (en) Subnanosecond pulse shaper
RU2164054C1 (en) High-voltage pulse generator
RU2673962C1 (en) Distributed switch on threshold elements
JP3085904B2 (en) Pulse generator
EA020196B1 (en) Linear induction accelerator
RU2369957C1 (en) Method for generation of current pulse
RU2674884C1 (en) HIGH-VOLTAGE NANOSECOND PULSES GENERATOR WITH THE VOLTAGE MULTIPLICATION UP TO nUCHARGE ON THE MATCHED LOAD
Aziznia et al. Flexible Pulsed Power Generator to Create Wide Range of Pulses for Cancer Treatment.
RU2161859C1 (en) High-voltage pulse generator
Duday et al. Shaper of a current pulse of megaampere level with rise time of 100 ns