SU852149A1 - Генератор наносекундных импульсов - Google Patents

Abstract

1. ГЕНЕРАТОР НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержсодий двойную формирующую линию коаксиального типа, состо щую из центрального, среднего электродов и корпуса, генератор импульсного напр жени , выход которого подключен к среднему электроду линии, обостр ющий разр дник, включенный между центральным проводником линии и нагрузкой, второй конец которой соединен р корпусом линии, разр дник двойной формирующей линии, включенный между корпусом и средним электродом линии, и зар дную индуктивность , один конец которой подключен к корпусу линии, отличаi ющийс  тем, что, с целью повышени  эффективности генератора, вто (Л рой конец индуктивности подключен к нагрузке. -WUJ 1-: дтг-гп .е. НИЯ ft ТВЮШ 5Глг:.;,, . isthlKA . ..«ji оо ел Ю 4 СО

Description

2.Генератор по п. 1, отличающийс  тем, что раэр дни ки выполнены в виде газовых разр дников , у которых давление газа Р-, межэлектродное рассто ние d в обостр ющем разр днике и давление Р и рассто ние d2 в разр днике линии удовлетвор ет .соотношению

Р9 ds

itгде д - врем  пробега по двойной

формирующей ЛИНИИ; t- - длительность фронта зар дной линии.

3.Генератор по п. 1, отличающийс  тем, что .разр дники выполнены жидкостными или твердотельными , причем мёжэлектродные рассто ни  обостр ющего разр дника

d- и разр дника линии d„yдoвлeтвoр ют соотношению -р 1 + - . °1 Ч

4.. Генератор по п. 1, о т ли чающийс , тем, что разр дники выполнены управл емыми и подключены к блоку синхронизации. .

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и ускорительной технике и может быть использовано дл  генерации сильноточных рел тивистских электронных и ионных пучков.

Известен генератор двух разнопол рных импульсов, состо щий из двойной формирующей линии (ДФЛ), последовательно с ней включенной одинарной формирующей линии (ОФЛ), разр дника двойной формирующей линии, разр дника ОФЛ, индуктивности, шунтирующей нагрузку, двух генераторов импульсных напр жений (ГИН), зар жающих ОФЛ и ДФЛ, нагрузки, подсоединенной к общему корпусу и электроду разр дника ОФЛ при этом получак тс  два разнопол рных импульса: первой с амплитудой 150 кВ, второй с амплитудой 800 кВ и временем запаздывани  один относительно другого 200. НС.

Недостатками этого генератора  вл ютс  сложность конструкции, обусловленна  наличием двух генераторов импульсных напр жений и схемы их синхронизации, а также сравнительно большое врем  запаздывани  между импульсами.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  генератор наносекундных импульсов, содержащий ДФЛ, состо щую из коаксиальных центрального и среднего электродов и корпуса; ГИН, подсоединенный к среднему электроду ДФЛ; обостр ющий двухэлектродный газовый разр дник , подсоединенный к центральному электроду ДФЛ и нагрузке; другой конец нагрузки подсоединен к корпусу ФЛ; зар дную индуктивность, подсог. единенную к центральному электроду ФЛ и корпусу С2 . устройстве первым срабатывает азр дник ДФЛ,после времени пробега о лини м ДЛФ импульс напр жени 

прикладываетс  к обостр ющему разр днику , который срабатывает, и импульс напр жени  выдел етс  на нагрузке .

Недостатком данного устройства  вл етс  ограниченна  область его функциональных возможностей, а именно: в гейераторе невозможно получение двух импульсов напр жени  на

0 согласованной нагрузке, следующих

один за другим с задержкой менее , 1-10 с.

Целью изобретени   вл етс  повы5шение эффективности генератора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном генераторе наносекундных импульсов, содержащем двойную формирующую линию коаксиального 0 типа, состо щую из центрального, среднего электродов и корпуса, генератор импульсного напр жени , выход которого подключен к среднему электроду линии, обостр ющий разр д-, 5 ник, включенный между центральным проводником линии и нагрузкой, вто- рой конец которой соединен, с корпусом линии, разр дник двойной форми-. рующей линии, включенный между корпусом и средним электродом линии, и зар дную индуктивность, один конец которой подключен к корпусу линии , другой конец индуктивности подключен к нагрузке.

При этом при выполнении разр дников в виде газовых разр дников давление газа Р и зазор d в обостр ющем разр днике и в разр днике ДФЛ Pj , d2 должны быть св заны соотношеP2-d2- 1 л

нием

где 1д - врем  пробега по ДФЛ;

t., - длительность фронта зар дной линии. а при выполнении их жидкостными или твердотельными межэлектродные рассто ни  удовлетвор ют выражению d2/d, 1 + ; если разр дники выполнены управл емыми , они подключены к блоку синхронизации . Синхронизирующие импуль сы подаютс  так, чтобы вначале сработал обостр ющий разр дник, а через требуемое врем  запаздывани  разр дник ДФЛ, С учетом изложенных признаков устройства при поочередном срабатывании , разр дников на нагрузке формируютс  два разнопол рных импульса Амплитуда их при минимальной задерж ке между импульсами и согласованной нагрузке одинакова и равна половине зар дного напр жени , длительность их определ етс  двойной длиной пробега электромагнитной волны по ДФЛ, а значит длиной электродов ДФЛ. На чертеже приведена принципиаль на  схема генератора дл  питани  сильноточного вакуумного диода дл  случа  использовани  газовых неуправл емых разр дников и равных волн вых сопротивлений линий ДФЛ. Генератор нансЗсекундных импульсов содержит генератор 1 импульсных напр жений, выход которого подключен к среднему электроду 2 ДФЛ, центральный электрод 3 ДФЛ подключе к одному из электродов обостр ющего разр дника 4, другой электрод которого подсоединен к индуктивности 5 и потенциальному электроду вакуумного диода 6. Между средним электро дом ДФЛ 2 и корпусом ДФЛ 7 подключе разр дник 8. Устройство работает следующим образом. При подаче импульса высокого напр жени  генератора 1 на средний электрод 2 ДФЛ лини , образованна  электродами ДФЛ 2, 7, зар жаетс  до полного напр жени . Лини  2-3 зар жена до напр жени , определ емого выражением . S-7 2- где Сл - емкость между электродом разр дника 4 и корпусом CT , - емкость между электрода . ми 2-3; и - зар дное напр жение. Емкость С 2-3 в раз больше, емкости соответственно и напр  жение Ux, J2.2, много меньше зар дного напр жени . В соответствии с этим центральный электрод 3 ДФЛ и соответственный электрод разр дника 4 будут иметь потенциал, равный практически величине зар дного напр жени , Межэлектродна  емкость разр дника 4 выбрана много меньше емкости потенциального электрода диода на землю. Однако сравнительно мала  величина напр жени , наводима  на потенциальном электроде диода, еще более снижаетс  индуктивностью 5. При достижении определенного значени  величины зар дного напр жени  разр дник 4 срабатывает. После этого происходит зар дка линий 2-3 через потенциальный электрод вакуумного диода б и соответственно частичный разр д линии 2-7. При сопротивлении нагрузки 2ц , согласованной с выходным импедансом ДФЛ, 2„ р + 2 на нагрузке выдел етс  импульс на- пр жени , равный половине величины зар дного напр жени . Далее после времени двойного пробега по лини м отраженной волны в линии 2-7 и преломленной в 2-3 ати линии зар жаютс  до- приблизительно половины зар дного напр жени , при котором сработал разр дник 4. К тому же за это врем  происходит подзар дка линии от ГИН. Через врем  t при напр жении , превышающем напр жение срабатывани  разр дника 4 на величину и о когда отраженна  волна еще не дошла до разр дника 8, срабатывает разр дник 8 и через врем  пробега по линии на нагрузке выдел етс  импульс, уже сформированный ДФЛ. Он также равен половине зар дного напр жени ,, а длительность равна длительности первого импульса, пол рность его обратна пол рности первого импульса. В случае когда разр дник 8 устанавливаетс  между электродами 3-2, на нагрузке формируютс  импульсы одной пол рности. Пробивное напр жение в газовых разр дниках определ етс  произведе €ием давлени  Р на величину зазора d. Поэтому напр жение срабатывани  второго разр дника будет определ тьс  давлением Ро и зазором d2 которые должны подчин тьс  выражению где t - длительность фрсУнта зар дного импульса, при котором срабатывает второй разр дник (t в оптимальном случае - это врем , когда зар дное напр жение достигает максимальной амплитуды). Однако возможно и включение разр дников ниже величины максимального значени  зар дного напр жени . При использоании жидкостных и твердотельных разр дников величиной, определ ющей напр жение срабатываS , 852 ни  разр дника,  вл етс  межэлектродный зазор, поэтому выражение дл  2 будет следующее: 1 Возможно использование также управл еквдх разр дников. в зтом случае разр дники 4 и 8 должны быть объединены схемой синхронизации. Запуска96 ющий импульс вначале подаетс  на разр дник 4 через врем  запаздывани  ( минимальное значение его 1д, определ емое требуемой згшержкой между импульсами на разр днике 8). Таким образом, такое выполнение генератора на основе ДФЛ значительно расшир ет диапазон его применени .

Claims (4)

1. ГЕНЕРАТОР НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий двойную формирующую линию коаксиального типа, состоящую из центрального, среднего электродов и корпуса, генератор импульсного напряжения, выход которого подключен к среднему электроду линии, обостряющий разрядник, включенный между центральным проводником линии и нагрузкой, второй конец которой соединен с корпусом линии, разрядник двойной формирующей линии, включенный между корпусом и средним электродом линии, и зарядную индуктивность, один конец которой подключен к корпусу линии, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повы- tg шения эффективности генератора, второй конец индуктивности подключен к нагрузке.

ч»

00 СЛ ю

С©

2.Генератор по π. 1, отличающийся тем, что разрядники выполнены в виде газовых разрядников, у которых давление газа , межэлектродное расстояние в^л обостряющем разряднике и давление Р_г и расстояние d2 в разряднике линии удовлетворяет .соотношению где

- время пробега по двойной формирующей линии;

- длительность фронта зарядной линии.

3. Генератор по π. 1, отличающийся тем, что разрядники выполнены жидкостными или твердотельными, причем мёжэлектродные расстояния обостряющего разрядника и разрядника линии д^удовлетворяют соотношению =1+-^.

4. . Генератор по π. 1, о т личающийся. тем, что разрядники выполнены управляемыми и подключены к блоку синхронизации.