[发明专利]具有能量恢复的非线性传输线高电压脉冲锐化

说明书

一些实施例包括一种非线性传输线系统，包括：电源，其提供大于100V的电压；高频率开关，其与所述电源电耦合；非线性传输线，其与所述开关电耦合；天线，其与所述非线性传输线电耦合；和能量恢复电路，其包括二极管和电感器，所述能量恢复电路与所述电源和所述天线电耦合。

背景技术

产生具有快速上升时间的高电压脉冲是有挑战性的。例如，为了实现用于高电压(例如，大于10kV)脉冲的快速上升时间(例如，小于50ns)，脉冲上升的斜率必须非常陡峭。这种陡峭的上升时间非常难以产生，并且以紧凑方式使用标准电子元件是尤其困难的。此外，难以产生具有可变脉冲宽度和/或高脉冲重复率的这种带有快速上升时间的高电压脉冲。

发明内容

一些实施例包括一种非线性传输线系统，包括：电源，其提供大于5kV的电压；高频率开关，其与所述电源电耦合；非线性传输线，其与所述开关电耦合；天线，其与所述非线性传输线电耦合；和能量恢复电路，其包括二极管和电感器，所述能量恢复电路与所述电源和所述天线电耦合。

在一些实施例中，所述能量恢复电路与所述非线性传输线并联。

在一些实施例中，所述天线辐射RF能量。在一些实施例中，未由所述天线辐射的来自所述非线性传输线的某能量恢复到所述电源。

在一些实施例中，所述二极管定位为允许能量从所述非线性传输线流动到所述电源。

在一些实施例中，所述电源包括电容器。

在一些实施例中，所述高频率开关包括高电压开关。

在一些实施例中，所述非线性传输线系统可以还包括高频率滤波器。

一些实施例包括一种非线性传输线系统，其包括能量存储电容器、高电压开关、非线性传输线、负载和能量恢复电路。所述高电压开关可以与所述能量存储电容器电耦合，所述高电压开关产生具有大于大约1kV的电压的高电压脉冲。所述非线性传输线可以与所述高电压开关电耦合。所述负载可以与所述非线性传输线电耦合。所述能量恢复电路可以包括二极管和电感器。所述能量恢复电路可与所述能量存储电容器和所述负载电耦合。

在一些实施例中，所述高电压开关包括纳秒脉冲发生器。

在一些实施例中，所述负载是辐射RF能量的天线。

在一些实施例中，所述高电压开关以大于大约1kHz的脉冲重复频率进行开关。

在一些实施例中，所述高电压开关包括纳秒脉冲发生器。

一些实施例包括一种非线性传输线系统，其包括能量存储电容器、高电压开关、非线性传输线、天线和能量恢复电路。所述高电压开关可以与所述能量存储电容器电耦合，所述所述高电压开关产生具有大于大约1kV的电压的高电压脉冲。所述非线性传输线可以与所述高电压开关电耦合，所述非线性传输线在所述脉冲上产生RF信号。所述天线可以与所述非线性传输线电耦合，所述天线用所述RF信号从所述脉冲辐射RF能量。所述能量恢复电路可以包括二极管和电感器，所述能量恢复电路与所述电源和所述天线电耦合。

在一些实施例中，所述非线性传输线在所述脉冲上产生RF信号。

在一些实施例中，所述高电压开关以大于大约1kHz的脉冲重复频率进行开关。

在一些实施例中，所述高电压开关包括纳秒脉冲发生器。

附图说明

当参照附图阅读以下具体实施方式时，更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。

图1是根据一些实施例的纳秒脉冲发生器和非线性传输线的框图。

图2是根据一些实施例的非线性传输线的电路图。

图3是根据一些实施例的非线性传输线的电路图。