同軸螺旋Blumlein線波形改善技術(shù)研究.pdf

1、高功率微波技術(shù)的發(fā)展對(duì)脈沖功率系統(tǒng)的長(zhǎng)脈沖輸出和緊湊化提出了迫切的需求。同軸螺旋 Blumlein線能夠在不增加形成線體積的前提下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)脈沖輸出，在長(zhǎng)脈沖驅(qū)動(dòng)源中得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)僅中筒螺旋同軸 Blumlein線輸出波形上升沿被拉長(zhǎng)、平頂性差的問(wèn)題，課題開展波形優(yōu)化技術(shù)研究，著重對(duì)同軸螺旋Blumlein線進(jìn)行理論分析和場(chǎng)路協(xié)同仿真，探索提高螺旋 Blumlein線輸出波形質(zhì)量的方法，同時(shí)對(duì)不同螺旋形式 Blumlein線進(jìn)行了驗(yàn)

2、證實(shí)驗(yàn)研究，并根據(jù)理論研究結(jié)果對(duì)一臺(tái)螺旋 Blumlein線強(qiáng)流電子束加速器進(jìn)行了改造，取得了良好的效果。論文的工作主要包含以下幾個(gè)方面：
　　1.推導(dǎo)了同軸Blumlein線放電波過(guò)程及負(fù)載輸出電壓波形與內(nèi)外線阻抗之間的關(guān)系；提出了寄生傳輸線是導(dǎo)致僅中筒螺旋 Blumlein線輸出波形質(zhì)量變差的原因；指出了內(nèi)外線阻抗不相等，是造成開關(guān)在內(nèi)線和外線時(shí)，同軸螺旋 Blumlein線輸出波形差異較大的主要原因。
　　2.采用CS

3、T場(chǎng)路協(xié)同仿真，研究了不同螺旋結(jié)構(gòu)的Blumlein線的輸出特性。當(dāng)Blumlein線僅中筒螺旋時(shí)，內(nèi)外筒之間的寄生傳輸線會(huì)引起輸出脈沖前沿變長(zhǎng)，且寄生傳輸線的傳輸時(shí)間為非螺旋線的傳輸時(shí)間；通過(guò)設(shè)計(jì)中筒內(nèi)筒螺旋結(jié)構(gòu)，可顯著改善僅中筒螺旋結(jié)構(gòu)輸出波形的質(zhì)量；當(dāng)內(nèi)筒外筒螺旋時(shí)，若開關(guān)在外線，為屏蔽電磁輻射而在形成線外加屏蔽筒會(huì)導(dǎo)致負(fù)載輸出波形畸變，在屏蔽筒與螺旋外筒中間填充低介電常數(shù)材料可減小畸變，若開關(guān)在內(nèi)線，屏蔽筒的存在僅對(duì)輸出波形的后

4、沿有較小的影響。對(duì)不同螺旋結(jié)構(gòu)的 Blumlein線，內(nèi)外線阻抗相同時(shí)，開關(guān)無(wú)論在內(nèi)線還是外線，負(fù)載輸出脈沖相同。
　　3.開展了開關(guān)分別在內(nèi)線和外線、不同結(jié)構(gòu)螺旋Blumlein線的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。開關(guān)在外線時(shí)，采用中筒螺旋5.5匝、內(nèi)筒螺旋20匝結(jié)構(gòu)的Blumlein線，能夠輸出上升沿45 ns、平頂94 ns、脈寬139 ns的準(zhǔn)方波脈沖，與僅中筒螺旋5.5匝相比，波形改進(jìn)明顯；內(nèi)筒外筒螺旋 Blumlein線外加屏蔽筒時(shí)會(huì)造成輸