Изобретение относитс к импульсно технике и может найти применение в генераторах высоковольтных импульсов субнаносекундного диапазона. Известные способы формировани высоковольтных субнаносекундных импульсов основаны на пробое двух электродного промежутка, заполнен- . ного диэлектрическоЯ средой или наход щегос в вакууме, при подаче на разр дный промежуток высоковольтного импульса Р; . Такие способы формировани субнаносекундных импульсов не позвол ют Получить высокую частоту следовани импульсов при со15ранении повыленной стабильности их параметров. Известен способ формировани высо ковольтных субнаносекундных импульсо путем заполнени разр дного промежутка газом и подачи на него высоковольтных наносекундных импульсов положительной пол рности 2J. Диэлектрическа среда пробиваетс при перенапр жении на промежутке, в результате чего фронт начального наносекундного импульса уменьшаетс до долей наносекунд. Полученный импульс с субнаносекундным фронтом подают затем на срезающий разр дник дл формировани заднего фронта импульса , уменьша его длительность. Данный способ по технической сущности и достигаемому результату вл етс наиболее близким к предлагаемому способу формировани высоковольтных субнаносекундных импульсов . Этот способ Обладает следушцими недостат ками: низкой частотой следовани импульсов, определ емой временем восстановлени электрической прочности разр дного промежутка после пробо , плохой воспроизводимостью параметров выходного импульса, обусловленной нестабильностью пробо . При формировании импульсов известным способом необходимы, как минимум, два формирующих элемента: один из них формирует передний фрюнт импульса , в другой - задний фронт и длитель ность импульсА. Формирующие устройства , основанные на известном способе, имеют сравнительно малый ресурд из-за того, что ток электронной эмиссии неравномерно распределен по поверхности электродов и вызывает их эрозий Цель изобретени состоит в повышений частоты следовани ri улучшени электрических парз1метров субнаносе- RyHifHfiK импульсов. Указанна цель достигаетс тем, что в способе фЬрмировани высоковольтных субнаносекундных импульсов предусматривающем заполнение разр дного промежутка газом и подачу на него высоковольтных наносекундных импульсов положительной пол рности, газ перед подачей наносекундного импульса предварительно ионизируют и поддерживают отнс аение периода лен мюровских колебаний к длительности передного фронта наносекундного импульса в пределах от 0,1 до 10. Предлагаемый способ реализуетс н примере устройства, функииональна схема которого прилагаетс . Устройство содержит разр дный промежуток 1, устройство 2 дл запол нени разр дного промежутка газом, устройство 3 дл предварительной ионизации газа в разр дном промежутке ,генератор 4 высоковольтных наносекундных импульсов .положительной по л рности и камеру 5,стенки которой выполнены из диэлектрика. Формируемый на выходе устройства высоковольт ный субнаносекундный импульс 6 отводитс с разр дного промежутка 1 Устройство работает следую 11им образом. Разр дный промежуток 1 заполн ют газом с помощью устройства 2. Газ в разр дном промежутке 1 ионизируют с помощью устройства 3. На разр дный промежуток 1 подают высоковольтный наносекундный импульс положительной пол рности от генератора 4. При ,этом поддерживают отношение периода ленгмюровских колебаний к длительности переднего фронта подаваемого наносекундного импульса в пределах 0,l7 После чего с разр дного промежутка 1 снимают высоковольтный субнаносекундный импульс 6. В описанном устройстве формирование высок9вольтных субнаносекундных импульсов основано на том, что в ука занных услови х происходит нова фор развити разр да, заключающа с в возникновений и распространении элек рической волны ионизации через плазм с данной степенью ионизации. Когда фронт волны достигает второго электрода , на нем генерируетс субнаносекундный высоковольтный импульс. Возникновение волны ионизации зависит от начальных условий и происходит в том случае, когда отношение периода ленгмюровских колебаний к длительности фронта наносекундного импульса поддерживают пределах 0,1т10. Когда указанное отношение больше чем 10, то градиен потенциала фронта электрической вол нй ионизации мал, волна не возбуж ЖаЖтс и сформировани субнаносекунд ных импульсов не происходит. В эксперименте , при приближении отношени к 10 амплитуда субнаносекундных импульсов падает, а длитель ность импульса растет до тех пор, пока амплитуда не станет равной нулю. Таким образом, цель изобретени не достигаетс .. Когда указанное отношение меньше чем 0,1, то проводимость плазмы становитс высокой, и в этом случае плазма играет роль проводника, замыкающего электроды. При этом формирование волны ионизации затруднено и импульс проходит через разр дный промежуток без процесса формировани субнаносёкундного импульса. Плазма экранирует электрическое поле импульса в случае, если частота ленгмюровских колебаний Ыр будет существенно меньше характерных частот ы подаваемого импульса. Наиболее высока характерна частота ш содержитс во фронте и приблизительно равна 1/tcp , где -йф -длительность переднего фронта . Экранирование должно об зательно иметь место при co/wp :0,l, что соответствует нижнему пределу. Возможность повышени частоты следовани св зана с тем, что врем возвращени плазмы в рабочее состо ние значительно меньше времени деионизации , которое требуетс дл восстановлени диэлектрической прочности . разр дного промежутка в известном способе. Наличие высокой концентрации электронов обеспечивает равномерный гокосъем с поверхности электродов, что уменьшает их эрози|6 и увеличивает ресурс формирующего устройства, основанного на предлагаемом способе. Улучшение электрических параметров в том числе воспроизводимости выходного импульса, обеспечиваетс высокой воспроизводимостью волны ионизации ,, возникающей в формирующем устройстве при указанных услови х. Устройство , основанное на предлагаемом способе,генерирует субнаносекундные импульсы без дополнительных устройств формирующих длительность и задний фронт импульса. Предлагаемый способ прост в осуществлении и не требует специального оборудовани . Использование данного способа формировани субнаносекундных высоко- . вольтных импульсов обеспечит по сравнению с cs цecтвyющими способами следующие преимущества: возможность формировани субнаносекундных высоковольтных импульсов без дополнительных устройств дл формировани ... длительности и заднего фронта импульса . При этом достигаетс повышение .частоты следовани импульсов до одного мегагерца, что выше частоты следовани , достижимой в известных способах (100 кГц) . Улучшаетс , воспроизводимость временных параметров до 5 10 сек, электрических до 1%, чтоThe invention relates to a pulsed technique and can be used in high-voltage pulse generators of the subnanosecond range. The known methods of forming high-voltage subnanosecond pulses are based on the breakdown of the two electrode gap, filled. dielectric medium or in vacuum, when applying a high-voltage pulse P to the discharge gap; . Such methods of forming subnanosecond pulses do not allow to obtain a high pulse frequency while maintaining the increased stability of their parameters. A known method of forming high voltage subnanosecond pulses is by filling the discharge gap with gas and supplying high voltage nanosecond pulses of positive polarity 2J to it. The dielectric medium is punched during overvoltage across the gap, with the result that the front of the initial nanosecond pulse is reduced to fractions of nanoseconds. The resulting pulse with a subnanosecond front is then applied to a cutting edge to form the leading edge of the pulse, reducing its duration. This method, by its technical essence and the achieved result, is closest to the proposed method of forming high-voltage subnanosecond pulses. This method has the following disadvantages: a low pulse frequency, determined by the recovery time of the electrical strength of the discharge gap after the breakdown, poor reproducibility of the output pulse parameters, due to the instability of the breakdown. In the formation of pulses in a known manner, at least two forming elements are necessary: one of them forms the front fryunt of the impulse, the other - the rear front and the duration of the impulseA. Forming devices based on a known method have a relatively small resource due to the fact that the electron emission current is unevenly distributed over the surface of the electrodes and causes their erosion. This goal is achieved by the fact that in the method of forming high-voltage subnanosecond pulses involving filling the discharge gap with gas and supplying high-voltage nanosecond pulses of positive polarity to it, the gas is pre-ionized before the feeding of the nanosecond pulse and maintains a period of repulse arrays of reproducible wave patterns. in the range from 0.1 to 10. The proposed method is implemented in an example of a device, the functional scheme of which is ilagaets. The device contains a discharge gap 1, a device 2 for filling the discharge gap with gas, a device 3 for pre-ionizing the gas in the discharge gap, a generator 4 of high-voltage nanosecond pulses of positive polarity, and a chamber 5 whose walls are made of dielectric. The high-voltage subnanosecond pulse 6 formed at the device output is removed from the discharge gap 1 The device operates as follows. The discharge gap 1 is filled with gas using the device 2. The gas in the discharge gap 1 is ionized using the device 3. A high-voltage nanosecond pulse of positive polarity from the generator 4 is fed to the discharge gap 1. The ratio of the Langmuir oscillation period to the duration is maintained front edge of the applied nanosecond pulse within 0, l7 Then, a high-voltage subnanosecond pulse 6 is removed from the discharge gap 1. In the described device, the formation of high-voltage subnanoseconds This impulse is based on the fact that under these conditions a new form of discharge develops, consisting in the occurrence and propagation of an electric ionization wave through a plasma with a given degree of ionization. When the wave front reaches the second electrode, a subnanosecond high voltage pulse is generated on it. The appearance of the ionization wave depends on the initial conditions and occurs when the ratio of the period of Langmuir oscillations to the duration of the front of a nanosecond pulse is maintained within 0.1 t10. When this ratio is greater than 10, the gradient of the potential of the front of the electric ionization wave is small, the wave does not excite and no formation of subnanosecond pulses occurs. In the experiment, when the ratio is approached to 10, the amplitude of subnanosecond pulses decreases, and the pulse duration increases until the amplitude becomes zero. Thus, the purpose of the invention is not achieved. When this ratio is less than 0.1, the plasma conductivity becomes high, in which case the plasma plays the role of a conductor closing the electrodes. In this case, the formation of the ionization wave is difficult and the pulse passes through the discharge gap without the process of forming a subnanosecond pulse. The plasma shields the electric field of the pulse in the case that the frequency of the Langmuir oscillations Ыр will be substantially lower than the characteristic frequencies of the applied pulse. The highest characteristic frequency is contained in the front and is approximately equal to 1 / tcp, where -f is the duration of the leading edge. Shielding must necessarily take place at co / wp: 0, l, which corresponds to the lower limit. The possibility of increasing the tracking frequency is due to the fact that the time for the plasma to return to its working state is much shorter than the deionization time that is required to restore the dielectric strength. discharge gap in a known way. The presence of a high concentration of electrons provides a uniform gokosjem from the surface of the electrodes, which reduces their erosion | 6 and increases the life of the forming device, based on the proposed method. The improvement of the electrical parameters, including the reproducibility of the output pulse, is ensured by the high reproducibility of the ionization wave that occurs in the shaping device under the specified conditions. A device based on the proposed method generates subnanosecond pulses without additional devices forming the duration and the falling edge of the pulse. The proposed method is simple to implement and does not require special equipment. Using this method of forming subnanosecond high. Voltage pulses provide the following advantages compared with the cs color methods: the ability to form subnanosecond high voltage pulses without additional devices to form ... the duration and the back edge of the pulse. In this case, an increase in the pulse following frequency to one megahertz is achieved, which is higher than the following frequency achievable in the known methods (100 kHz). The reproducibility of time parameters is improved up to 5 10 sec, electrical up to 1%, which
лучше аналогичных параметров в известных способах (10 410 сек и 3%)better than similar parameters in the known methods (10 410 sec and 3%)
Возможно создание формирующих устройств на указанные параметры с повышенным ресурсом не менее импульсов, что значительно превы1иает ресурс формирующих устройств на теже параметры, основанных на известных способах.It is possible to create forming devices for the specified parameters with an increased resource of at least pulses, which considerably exceeds the resource of forming devices for the same parameters based on the known methods.