SU1101156A1 - Способ формировани высоковольтных субнаносекундных импульсов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ СУБНАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ с пс 1ощью двухэлектродного газоразр дного элемента, заключающийс  в ионизации газа в газоразр дном элементе , подаче на входной электрод исходного наносекундного. импульса и получении на выходном электроде сформированного импульса, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  коэффициента передачи, ионизацию газа в газоразр дном элементе создают путем подачи предварительного импульса напр жени  и осуществл ют наложение на газоразр длый элемент магнитного пол , вектор индукции которого коллинеарен плотности аксиального электрического тока , проход щего между электродами, а исходный импульс подаютпосле окон (Л чани  предварительного импульса напр жени  за врем  сзщест овани  остаточной ионизации.

Description

11

Изобретение отнб ситс  к импульсной технике и может найти применение в генераторах высоковольтных импульсов субнаносекундного диапазона.

Известен способ формировани  высо ковольтных субнаносекундных импуль .COS, основанный на пробое двухэлектродного промежутка, заполненного диэлектриком или наход щего.с  в вакууме , при подаче на разр дный промежуток высоковольтных импульсов ij .

Известный способ позвол ет формировать импульсы напр жени  с субнаносекундной длительностью фронта и амплитудой от сотен вольт до дес тКО .В киловольт на низкоомной нагрузке (50 Ом) .

Недостатком известного способа  вл етс  низка  частота следовани  импульсов, и недостаточна  стабильность параметров импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущнЪсти и достигаемому положительному эффекту  вл етс  способ формировани  высоковольтных субнаносекундных импульсов с помощью двухэлектродного газоразр дного элемента , заключающийс  в ионизации газа в газоразр дном элементе, подаче на выходной электрод исходного наносекундного импульса и получении на выходном электроде сформированного импульса 21 ,

г

Известньй, способ позвол ет повысить частоту следовани  сформированньк импульсов, улучшить стабильность их. параметров и увеличить ресурс устройства.

Недостатком известного,способа  вл етс  низкий коэффициент передачи и, следовательно, низка  амплитуда сформированного импульса по сравнению с амплитудой исходного импульса .

Целью изобретени   вл етс  повышение коэффициента передачи.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе формировани  высоковольтных субнаносекундных импульсов с помощью двухэлектродного газоразр дного элемента, заключающемс  в иони: ации газа в газоразр дном элементе , подаче йа входной электрод исходного наносекундного импульса и . получении на выходном электроде сформированного импульса, ионизацию газа создают путем подачи предварительного импульса напр жени  и

561

осуи ествл ют наложение на газоразр дный элемент магнитного пол ,,вектор индукции которого коллинеарен плотности аксимального электрического тока, проход щего между электродами , а исходный импульс подают после окончани  предварительного импульса напр жени  за врем  существовани  остаточной ионизации.

Такое выполнение способа позвол ет увеличить коэффициент передачи за счет увеличени  амплитуды формируемых импульсов. Увеличение формируемых импульсов происходит из-за того, что в предлагаемом способе облегчаютс  услови  возникновени  и движени  через газоразр дный промежуток волны ионизации, котора  формирует на выходном электроде выходные субнаносекундные импульсы. При наложении на газоразр дный промежуток продольного магнитного пол  затрудн етс  движение электронов в радиальном направлении , и, следовательно, уменьшаютс  потери зар женных частиц на стенках газоразр дного устройства, а объемный зар д в плазме возрастает. Поэтому облегчаютс  услови  дл  возникновени  у входного электрода .волны ионизации и увеличиваетс  беличина тока, переносима  волной ионизации к выходному электроду,в результате чего и растет амплитуда формируемых импульсов при той же амплитуде исходных импульсов, т.е. растет коэффициент передачи.

Данный способ был реализован в устройстве, функциональна  схема которого изображена на чертеже. Устройство , работающее в соответствии с данным изобрет ением содержит двухэлектродный газоразр дный элемент, состо щий из входного электрода 1, диэлектрической трубки 2, выходного электрода 3, генератора- 4 высоковольтных импульсов, устройств 5 и 6, соответственно дл  откачки и заполнени  разр дной трубки газом, соленоида 7 дл  создани  продольного (аксиального ) магнитного пол  В, силовые линии которого показаны на чертеже. На чертеже также показаны направлени  движени  плотности аксиального электрического тока , а также исходный и сформированный импульсы напр жени ..

Способ осуществл етс  следующим образом.

31

. Сначала на газоразр дный элемент подают предварительный импульс напр женин под действием которого происходит пробой двухэлектродного газоразр дного элемента и зажигаетс  электрический разр д. В двухэлектродном промежутке идет ионизаци  газа и газоразр дный элемент заполн емс  плазмой. На газоразр дный элемент накладывают продольное магнитное поле, то есть вектор индукции магнитного пол  В коллинеарен плотности аксиального электрического т.ока ( и в данном случае параллелен оси газоразр дного элемента. После окончани  предварительного импульса плазма распадаетс  в течение некоторого промежутка времени, длительность которого зависит от рода газа, давлени , размеров разр дного устройства, величины магнитного пол . За врем  существовани:  остаточной ионизации на входной электрод подайт исходный высоковольтный наносекундный импульс напр жени . Под действием этого импульса у входного электрода образуетс  объемный зар д и формируетс  фронт волны иони564

зации, который со скоростью 10 10 см/с движетс  через разр дный промежуток к выходному электроду.

В продольном магнитном поле образование , и движение ионизирующей волны облегчаютс . Это св заио с тем, что движение фронта ионизующей волны сопровождаетс  движением объемного избыточного зар да, а при наложении продольного магнитного пол  потери объемного зар да уменьшаютс , так как затрудн етс  движение зар женных частиц в радиальном направлении. Поэтсму объемный зар д в плазме возрастает, амплитуды тока и напр жени  во фронте ионизирующей волны увеличиваютс , вследствие чего увеличиваетс  и амплитуда импульсов, формируемых на выходном электроде, а, следовательно, пропорционально возрастает и коэффициент передачи.

Выполнение способа формировани  высоковольтных субнаносекундных импульсов согласно описываемому изобретению позвол ет в данном случае повысить коэффициент передачи на 50% по сравнению с и,звестным техническим решейием.

Claims (1)

1. СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ СУБНАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ с помощью двухэлектродного газоразрядного элемента, заключающийся в ионизации газа в газоразрядном элементе, подаче на входной электрод исходного наносекундного, импульса и получении на выходном электроде сформированного импульса, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента передачи, ионизацию газа в газоразрядном элементе создают путем подачи предварительного импульса напряжения и осуществляют наложение на газоразрядный элемент магнитного поля, вектор индукции которого коллинеарен плотности аксиального электрического тока, проходящего между электродами, ~ а исходный импульс подают после окон- ~ чания предварительного импульса на- ζ пряжения за время существования оста- V точной ионизации. Г