摘要：针对压控晶闸管脉冲工作特性和串联使用需求,设计了一种可级联的驱动电路,实现了多级串联压控晶闸管的同步开通。首先,介绍了电路拓扑及工作原理,利用推挽结构的平面耦合电感器隔离初、次级信号并传递驱动能量,解决了串联驱动小型化和低压供电条件下快前沿输出的问题;其次,通过计算和仿真确定了电路参数和主要器件选型;最后,使用6级串联的MCT作为放电开关搭建了测试电路,在充电电压8.4 kV、工作重复频率20 Hz条件下,4Ω电阻负载上获得了幅值为1.958 kA的准方波脉冲电流。

摘要：设计了一种基于功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的高压脉冲电源。该发生器采用多只MOSFET的串联技术,形成高压、高重复频率开关组件。用高压开关组件开展脉冲发生器设计,搭建了一个15只1kV的高速MOSFET串联的脉冲发生器实验装置,在500Ω负载上获得前沿小于5ns、幅度大于10kV、脉宽约100ns,瞬态频率达400kHz的高压脉冲。设计的高压开关组件结构紧凑,可靠性高,可应用于多种脉冲发生器。

摘要：设计了异面结构的GaAs光导开关,开关厚度为0.6mm,电极间隙为3mm。利用半导体激光二极管对开关进行了触发实验。随着开关两端偏置电压不断升高,开关输出脉冲幅度线性增加,输出波形与光脉冲相似,当偏置电压超过一定阈值,开关输出脉冲幅度显著增强,输出脉冲前沿快于光脉冲,开关进入了非线性工作模式。开关进入非线性模式,除了与偏置电压有关外,还与触发光脉冲前沿、能量有关,实验发现触发光脉冲前沿越快,能量越高,开关越容易进入非线性工作模式,所需的偏置电压也越低,但当电压低至某一阈值时(实验中约6kV),即使增加触发光能,开关也无法进入非线性模式。

摘要：设计了一种双频带的高功率宽谱平面倒F天线。在矩形贴片上开L形槽实现天线双频辐射。采用圆锥过渡实现同轴馈线到平板之间的宽带阻抗匹配;通过折叠振子电容加载和合理增加天线高度和宽度实现天线宽带设计。经过优化设计,实现了274 MHz和680 MHz的双频输出,反射系数S11不超过-6dB的低频带宽和高频带宽分别达到14.6%和20.1%。天线的低频和高频增益分别达到4.4dB和4.6dB,对应辐射效率分别达到98%和99%。主辐射方向上的低频和高频远场辐射场与距离乘积与馈入宽带脉冲幅度比值分别为1.07和1.14。对天线的高功率容量进行了设计,将天线置于充0.2 MPa压力SF6气体的增强尼龙箱体中,天线可承受200 MW宽谱高功率微波。

摘要：介绍了一种新出现的Taguchi全局优化算法,并将其应用于双层贴片宽带天线的输入阻抗带宽优化设计中。Taguchi算法基于正交矩阵对参数空间的均匀抽样,以较少的计算量就能评估参数对结果的影响,通过多次迭代并缩小搜索级差,从而实现快速的多参数全局优化,其具有实现简单、收敛快等优点。以天线的反射损耗S11在期望带宽范围内的积分作为目标函数,对含有7个变量参数的双层贴片天线结构进行了优化设计,优化进程经过40次迭代后得到了求解精度内的最优解,优化得到的双层贴片天线VSWR<3的带宽达到40%,对宽带电磁脉冲的辐射因子增益达到1.4。

摘要：设计了一种高功率同轴旋转关节,通过一系列优化设计,解决了高压绝缘、高压气体动密封技术及承载等问题。分别对旋转关节的力学特性、环境温度适应性、瞬态脉冲传输效率及功率容量进行了实验研究。结果表明:关节的机械旋转及密封结构满足内压2MPa的使用要求,所选材料在-15～50℃温度范围内能够正常工作;对于3ns的瞬态脉冲,其动态电压传输效率为99.14%;可以稳定传输峰值功率50GW、重复频率100Hz、连续作用时间60s的高功率超宽谱脉冲。该装置已成功应用于超宽带车载系统。

摘要：通过分析六氟化硫气体在静态高电压和脉冲高电压作用下的绝缘特性对Marx模块式开关结构和外筒尺寸进行了优化设计,着重优化设计了Marx发生器中的两个关键绝缘部位——开关腔体结构和外金属筒与顶部电容绝缘距离,并通过数值模拟计算,分析了该区域的局部3维电场强度分布。结果表明:最大场强均小于六氟化硫的沿面闪络和电击穿场强阈值。对模块式开关腔和外筒尺寸进行优化得到的绝缘结构满足0.3 MPa下六氟化硫的绝缘要求。

摘要：开关激励的同轴λ/4谐振器是产生宽谱高功率电磁脉冲的主要方式之一,采用冲击脉冲方法分析了带耦合器输出的宽带脉冲谐振器频域响应特性。首先推导了频域响应特性与耦合器耦合系数之间的关系,并得到了产生脉冲的带宽表达式,利用Taguchi算法优化设计了宽带耦合器,使其在200～500 MHz的耦合系数S21接近0.6,之后利用轴对称的柱坐标2D-FDTD对带耦合器的宽带脉冲谐振器工作过程进行了模拟,对于不同的谐振长度,可产生200～500MHz中心频率的宽带脉冲,其频谱和带宽与理论结果吻合较好。

摘要：从理论上分析了渐变式传输线阻抗变换的反射与频率的关系,进而分析了同轴到平板过渡的电压驻波比关系式;用3维FDTD方法动态模拟了瞬态脉冲信号在同轴到平板过渡中的传输过程,分析了信号在过渡中的损耗,设计了具有高功率容量的渐变式同轴到平板过渡和TEM喇叭天线,对渐变式同轴到平板过渡的反射和带过渡结构的天线方向图进行了测量。实验表明瞬态脉冲信号经过同轴到平板过渡没有产生畸变,适当选择过渡长度可使脉冲传输效率大于85%。实验结果验证了理论和数值模拟的结果。

摘要：设计了一种可调谐频率的高功率宽谱微波辐射装置,装置由可调谐长度的1/4波长低阻同轴谐振器、环形开关、电容耦合器和宽谱辐射天线组成,中心频率调谐为200～400MHz。低阻传输线与环形开关构成1/4波长短路谐振器,它产生的宽谱微波振荡通过耦合器耦合到宽谱辐射天线上辐射,而耦合器由集中电容与分布电感组成,实现宽谱微波在频率调谐范围内以较为一致的耦合度提取微波能量。通过转动螺杆滑动安装在同轴谐振器内芯上的环形开关,达到改变谐振频率的目的。最后,将可调频宽谱辐射装置与输出电压为500kV的Tesla变压器脉冲功率源联试,得到200～400MHz宽谱微波辐射,辐射因子为95～130kV,频谱百分比带宽为10%～30%。