【摘要】：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)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CST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)造成輸出脈寬縮短、脈沖波形畸變。由于內(nèi)線阻抗大于外線阻抗,所以開關(guān)在外線時(shí)主脈沖后會(huì)出現(xiàn)反射脈沖;開關(guān)在內(nèi)線時(shí)會(huì)出現(xiàn)主脈沖后沿拖尾。4.根據(jù)理論研究結(jié)果,對(duì)本單位原僅中筒螺旋Blumlein線強(qiáng)流電子束加速器實(shí)施了改進(jìn),將原非螺旋內(nèi)筒改為螺旋內(nèi)筒,匝數(shù)為5.1,得到半高寬205 ns,上升沿55 ns,平頂130 ns的準(zhǔn)方波脈沖,顯著提高了輸出脈沖波形質(zhì)量。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2442981