[发明专利]一种矩形脉冲发生器

说明书

本发明公开了一种矩形脉冲发生器，包括：矩形脉冲形成线T1、脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3，所述矩形脉冲形成线T1的外皮上一端连接到脉冲功率合成传输线T2的内芯，另一端连接到脉冲功率合成传输线T3的内芯，所述脉冲功率合成传输线T2另一端的内芯连接到所述脉冲功率合成传输线T3另一端的外皮，所述脉冲功率合成传输线T3与脉冲功率合成传输线T2连接一端的内芯连接输出负载；本发明提升了现有窄脉宽矩形脉冲发生器的性能，简单的线路结构提高了发生器的可靠性。可广泛应用于微细电化学加工、电火花加工等精细化加工、超辐射及激光器驱动系统等领域要求。

技术领域

本发明涉及脉冲产生技术领域，尤其是涉及一种矩形脉冲发生器。

背景技术

矩形纳秒脉冲是指输出波形持续时间为纳秒且具有平顶的电磁信号。矩形纳秒脉冲的特性由脉冲前后沿时间、脉冲半高宽、矩形度、脉冲重复频率等参数表征。随着微细电化学加工、电火花加工等精细化加工、超辐射及激光器的发展，脉冲矩形纳秒脉冲涌现出大量的应用需求，且朝着高重频、窄脉宽方向发展。矩形脉冲可以通过脉冲形成网络（PFN）或者传输线产生矩形脉冲，但是要产生几十纳秒宽带以下的矩形脉冲，FPN难于胜任。因此，国内外大多采用传输线来产生纳秒级的矩形脉冲。经过多年发展，国内外传输线产生纳秒矩形脉冲发展为两类，一类为传输线类，根据传输线末端连接方式，主要分为2种方式。一为传输线末端自行断开，如单线的一端断路结构，双线的blumlein线的一根线末端短路或者断路结构；二为传输线末端用电路断开，以解决末端自行断开时的波形后沿拖尾问题。这两种方式产生的矩形波形在效率、分布参数控制及结构上三者很难达到一个较好值。对于单线来说，在同样供电下，输出电压功率低于双线；而双线则因结构方式使得分布参数控制较难，脉冲越窄波形特性越差；对电路断开来说，因为要增加一组开关，同时需要复杂的匹配线路，因此系统结构复杂。为此，为了提高脉冲的输出质量及可靠性，各国都在极力研发新型的脉冲发生线路。在矩形纳秒脉冲的线路及开关研究方面，美国、俄罗斯、日本及欧洲国家做得较为深入。

发明内容

本发明的目的是提供一种几十纳秒宽带以下矩形纳秒脉冲发生器，提升现有窄脉宽矩形脉冲发生器的性能，提高了发生器的可靠性。可广泛应用于微细电化学加工、电火花加工等精细化加工、超辐射及激光器驱动系统等领域要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矩形脉冲发生器，包括：矩形脉冲形成线T1、脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3，所述矩形脉冲形成线T1、脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3均包括内芯和缠绕在内芯表面的外皮；

所述矩形脉冲形成线T1内芯两端连接到开关K的同一端，开关K的另一端连接到地电位，矩形脉冲形成线T1一端的内芯连接到充电电源，

所述矩形脉冲形成线T1的外皮上一端连接到脉冲功率合成传输线T2的内芯，另一端连接到脉冲功率合成传输线T3的内芯，

所述脉冲功率合成传输线T2另一端的内芯连接到所述脉冲功率合成传输线T3另一端的外皮，

所述脉冲功率合成传输线T3与脉冲功率合成传输线T2连接一端的内芯连接输出负载，

所述一脉冲功率合成传输线、脉冲功率合成传输线的外皮均连接到地电位。

在上述技术方案中，所述脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3的长度、阻抗相等。

在上述技术方案中，所述脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3的长度大于矩形脉冲形成线T1的长度。

在上述技术方案中，所述脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3外皮上的地电位与开关K的地电位为等电位点焊接于同一点。

在上述技术方案中，所述矩形脉冲形成线T1与充电电源之间连接有限流隔离电阻。