基于脉冲形成线充电的脉冲压缩技术
脉冲振荡波高压产生原理
脉冲振荡波高压产生原理
脉冲振荡波高压产生原理
脉冲振荡波高压技术是一种常用的高压电源，它可以在很短的时间内
产生几千伏至几十万伏的高电压，被广泛应用于科技领域中的粒子加
速器、等离子体物理、物种杀灭等领域。
本文将介绍脉冲振荡波高压
产生原理。
一、简介
脉冲振荡波高压产生基于电磁波的反馈过程，主要由截止器、储能电
容和屏蔽等组成。
通过周期性放电的方式产生谐振，然后将储能电容
器内的电能释放在放电线圈中，形成一个短脉冲的高压信号。
二、工作原理
1. 储能电容充电
在正常工作状态下，储能电容器内充满了电能，电容的电压随时间线
性增长。
在电容内充满了足够的电能之后，放电冲击波就可以完全激发。
2. 放电环节
放电冲击波不仅仅是由电容电压持续增长的结果。
当电容器中能量集
中时，高压释放通道也会在此时彻底打开，将电容器内的能量释放到
两端的放电线圈中。
能量释放的过程就是脉冲振荡波高压的产生过程。
3. 感应
当从电容器中释放出一个很强的电磁脉冲时，它会通过感应的方式，
在放电线圈中产生一个比储能电容器本身的电流大几倍的瞬间电流脉冲。
这种瞬间电流脉冲就形成了一个非常强大且短暂的瞬间高压脉冲。
三、结论
以上就是脉冲振荡波高压产生的基本原理。
它是由电容器储能和电容
器放电引起的谐振产生的高压，整个过程需要严格的控制，才能产生
效果可靠、稳定的高压信号。
同时，这种高压产生技术也有一定的危
险性，需要专业人士进行使用和维护。
脉冲陡化技术研究
研究生（脉冲功率）报告题目：脉冲陡化技术学号T201289940 姓名肖旋院（系、所）研究生院脉冲陡化技术研究摘要在脉冲功率技术的应用中常常需要使用到快前沿的陡脉冲，如多路MARX发生器的同步触发，开关电路同步，触发电路的极速响应等。
在脉冲功率技术领域，这种快前沿的脉冲具有功率高，输入快速的优良特性，也是脉冲功率的一个发展方向。
理论上来讲，脉冲电压越高，前沿陡化就越难以实现。
实际应用中，往往需要将10微秒量级的脉冲陡化到10纳秒量级甚至于数纳秒量级，而放电电流往往是很大的，这种高电流陡度往往使一般的元器件难于承受。
基于这些问题，本文对几种形式的脉冲陡化电路的原理和应用进行了对比，也总结了一般的脉冲陡化电路的应用场合。
关键词：前沿；脉冲陡化；同步；仿真分析AbstractIn the application of pulsed-power technology，fast risetime tigger signal is always a regular.For example, Multiple MARX generator trigger synchronous, synchronous switch circuit，fast response of trigger circuit.In the domain of pulsed-power technology, fast risetime tigger signal have the characteristics of high power ,excellent input,and it has become an important direction of pulsed-power’s development. Theore- tically, the higher the pulse voltage is, the more difficult to achieve fast risetime. In practical application, it is often nesessary to sharp 10 micro seconds magnitude of pulse to 10 nanosecond level even a number nano second level,but the current of discharging is very big, This kind of high current gradient often make general components are difficult to bear. Based on these problems,in this paper, the simulation and comparison of several forms of pulse sharping circuit principle and application are made,and the general pulse sharping circuit applications is summarized.Keywords:Risetime;Pulse SharPening; Synchronous;Simulation一、 几种脉冲陡化技术简介1．基于磁开关的脉冲陡化在脉冲放电过程中，电流陡度比较大，在这样的工作状态况下可能使传统的放电开关,如机械式火花隙或无触点离子器件如汞闸流管等,大大降低开关寿命,从而导致系统的可靠性变差。
基于Blumlein脉冲形成网络的直线变压器驱动源设计
强 激 光 与 粒 子 束
Ｈ Ｉ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ ＳＥＲ Ａ Ｎ Ｄ ＰＡ ＲＴ Ｉ ＩＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ Ｇ Ｃ
Ｖ ｏ ． ３，Ｎ Ｏ． １２ １
Ｊｎ ａ ．，２ １ ０１
文 章 编 号 ： １ ０ ３ ２ ２ １ ） １０ ６ ４ ０ １４ ２ （ ０ １ ０ — ２ ３０
接 驱动 负载 。国 内对 此研 究起 步较 晚 ， 西北 核技 术研 究所 孙 凤举 等 人及 中 国工 程物 理 研 究 院 流体 物 理研 究 所 周 良骥等 人开 展 了相关 的研 究工 作［ 。本文 设计 了基 于 Ｂ ｕ ｅ ｌｍｌｉ ｎ脉 冲形 成 网络 （ Ｆ 的 Ｉ Ｐ Ｎ） ＴＤ单 元模 块 ，
随 着 长脉 冲微波 器件 的发 展 ， 脉 冲 功率 源 的功率 、 复频 率 和 电 子 束输 出 品质 （ 度 等 ） 对 重 宽 的要 求 越来 越 高， 需要 对 脉冲功 率源 开 展 深 入 研 究 。２ ｏ世 纪 ９ ０年 代 末 ， 、 、 、 美 俄 法 日等 国提 出 一 种 命 名 为 直 线 型 变 压 器 （ ＴＤ 的组件 结构 （ Ｉ ） 模块 结 构 ） ］该装 置绝 缘要 求低 ， 行 维护 方 便 ， 以产 生 超 快脉 冲直 接 驱动 源 。同时 ， ［ ， 运 可 如采用 模块 化设 计 ， 数 调整 灵活 高效 ， 参 紧凑 廉 价 ， 够不 需任 何脉 冲压 缩段 而产 生快 上 升沿 的高功 率脉 冲， 能 直
摘 要 ： 设 计 了 基 于 Ｂｕ ｅ 脉 冲形 成 网 络 的 直 线 变 压 器 驱 动 源 单 元 模 块 。 双 路 阻 抗 各 为 ２ 的 ｌｍｌｎ ｉ ＯＱ Ｂｕ ｅ ｌｍｌｎ脉 冲 形 成 网络 对 称 连 接 于 直 线 变 压 器 驱 动 源 （ Ｔ 的 初 级 绕 组 上 ， 种 接 法 降 低 了 脉 冲形 成 网 络 ｉ Ｌ Ｄ） 此
雷达信号基本知识
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1. 非线性调频信号（NLFM）由前面介绍，我们知道为了解决单载频脉冲信号的局限性，在现代雷达系统中，人们普遍使用具有大时宽带宽积的脉冲压缩信号。
脉冲压缩技术：在发射端，通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽，从而得到大时宽带宽积的发射信号；在接收端，对接收的回波信号进行压缩处理，得到较窄的脉冲。
下图为 LFM 信号脉压前后的回波对比图，同图中我们可以看出，脉压可极大的提升目标的距离分辨率。
故脉冲压缩可以有效地解决距离分辨力与平均功率（速度分辨力）之间的矛盾，能够得到较高的距离测量精度、速度测量精度、距离分辨率和速度分辨力，在现代雷达中得到了广泛的使用。
在脉冲压缩技术中，雷达所使用的发射信号波形的设计，是决定脉冲压缩性能的关键。
常用的发射信号波形分为：线性调频（LFM）信号，非线性调频（NLFM）信号和相位编码（PSK）信号等，本文主要讨论的是NLFM信号。
LFM 信号的产生和实现都比较容易，是研究最早、应用较为广泛的一种脉冲压缩信号。
LFM 信号的频率在脉冲宽度内与时间变化成线性关系。
LFM 信号最大的优点是匹配滤波器对回波信号的脉冲多普勒频移不敏感，即使回波信号具有较大的多普勒频移，采用原有的匹配滤器仍然能得到较好的脉冲压缩结果，因而可简化信号处理系统。
LFM信号波形如下图所示。
但 LFM 信号匹配滤波器输出响应的旁瓣较高，为了抑制旁瓣常需要进行加权处理，但这会造成主瓣展宽，并导致信噪比损失。
此外，LFM 信号的缺点是会产生多普勒耦合时移现象，不能同时独立提供距离和速度的测量值。
LFM 信号经过匹配滤波器后的输出响应及主副瓣图形如下图所示。
为了解决以上问题，现代雷达也经常采用非线性调频（NLFM）信号。
NLFM 信号的频率随着时间做非线性变化，其突出的优点是直接进行匹配滤波即可得到较低的旁瓣而无需加权处理，因而避免了引入加权所带来的信噪比损失问题。
交流充电桩cp脉冲电路
交流充电桩cp脉冲电路交流充电桩CP脉冲电路随着电动汽车的普及，充电桩成为了一个重要的设备。
为了提高充电效率和充电速度，人们不断研究和改进充电桩的技术。
其中，交流充电桩CP脉冲电路被广泛应用于充电桩中，具有高效能、高可靠性和节能的特点。
CP脉冲电路是指通过控制充电桩输出电压和电流的脉冲信号，以提高充电效率和充电速度的电路。
在CP脉冲电路中，使用了一种特殊的控制策略，即通过改变输出电压和电流的波形来实现充电过程。
这种控制策略可以显著减小充电桩的体积和重量，提高充电效率，同时也能降低充电桩的成本。
CP脉冲电路的核心是一个高频开关电源。
该电源通过高频开关器件（如MOSFET）将输入的直流电源转换为高频交流电源。
在充电过程中，通过改变开关器件的导通和关断时间，可以控制输出电压和电流的波形。
具体来说，当需要提高输出电压时，可以增加开关器件的导通时间；当需要提高输出电流时，可以增加开关器件的关断时间。
通过这种方式，可以在保证充电过程安全的前提下，提高充电效率和充电速度。
在CP脉冲电路中，还常常使用了一些辅助电路来实现更精确的控制。
例如，采用了电流传感器和电压传感器来实时监测充电桩的输出电流和电压，以便及时调整脉冲信号的波形。
此外，还可以使用数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）来实现对脉冲信号的精确控制。
这些辅助电路的应用，使得CP脉冲电路能够更好地适应不同的充电需求，并提供更高效、更可靠的充电体验。
除了充电效率和充电速度的提高，CP脉冲电路还具有节能的优点。
在传统的充电桩中，由于电能转换的损耗和传输的阻抗，充电效率较低，从而导致了能源的浪费。
而采用CP脉冲电路后，通过改变输出电压和电流的波形，可以降低能源转换的损耗和传输的阻抗，从而提高充电效率，减少能源的浪费。
这不仅符合节能环保的要求，也降低了用户的充电成本。
交流充电桩CP脉冲电路是一种高效能、高可靠性和节能的充电技术。
通过控制充电桩输出电压和电流的波形，可以提高充电效率和充电速度，同时降低充电桩的体积、重量和成本。
雷达信号处理方法综述
雷达信号处理方法综述雷达是一种广泛应用于军事、民用等领域的无线电测量技术，其本质是利用电磁波与物体相互作用的原理，通过测量反射回来的信号来确定目标的距离、速度和方位等信息。
然而，由于雷达应用的复杂性和环境的多样性，雷达信号处理一直是一个极具挑战性的研究领域。
本文将就雷达信号处理方法进行综述。
1. 脉冲压缩处理脉冲压缩是一种常用的雷达信号处理方法，其本质是通过合理的信号设计和处理使得雷达信号带宽变窄，达到更好的距离分辨率。
脉冲压缩技术主要包括线性调频信号、窄带信号、压缩滤波器等方法。
其中，线性调频信号是最常用的一种方法。
它通过在单个脉冲内改变信号频率，使得所产生的信号包含了多个频率分量。
通过对这些分量信号进行相位累积处理，就可以实现脉冲压缩。
此外，窄带信号则是在设计信号时选择一个窄带频率，通过窄化带宽提高距离分辨率。
压缩滤波器则是在接收端对信号进行滤波，去除绝大部分带外干扰信号。
然而，脉冲压缩技术也存在一些缺陷，比如会带来相干处理的问题，直接影响目标的信噪比等。
因此，在实际应用中，通常需要结合其他信号处理技术进行综合应用。
2. 相控阵信号处理相控阵技术是一种基于阵列天线的信号处理方法，它在空间领域实现对目标信号的精确定位、较高灵敏度和干扰抑制能力等优点。
相控阵技术的信号处理方法包括平衡传输子阵列、权重调整和波束形成等。
平衡传输子阵列是一种常用的相控阵信号处理方法，它通过对每个阵元的接收信号进行平衡处理，保证每个天线之间的插入损耗差异相同，从而消除了阵列天线的失配影响。
权重调整则是在信号接收过程中对每个天线的信号进行加权，以达到方向剖面控制和干扰抑制的目的。
波束形成是指通过迭代算法对参数进行优化，从而实现波束指向和形成的过程。
3. 非相参信号处理非相参信号处理技术是近年来迅速发展的一种信号处理方法，它不需要相位信息，只利用信号幅度和功率等信息来获取目标信息。
非相参信号处理技术主要包括多普勒谱分析、阵列信号处理和小波变换等方法。
陶瓷介质在固态脉冲形成线中的应用
态 脉 冲 形 成 线 可 获 得 高 压 脉 冲 前 沿 ５ ６ｎ ， 宽 为 １ ｓ脉 冲 平 顶 为 ５ ６ｎ ， 穿 场 强 超 过 １ ． Ｖ／ ～ ｓ脉 ３ｎ ， ～ ｓ击 ７ ５ｋ ｍｍ。 关 键 词 ： 微 波 介 质 陶瓷 ； 固 态 脉 冲形 成 线 ； 介 电 常数 ； 脉 冲 功 率 技 术
阻抗 Ｚ 等参数 进行 表征 。图 １ Ｂ ｕ ｅｎ线 的结构 示意 图和截 面示 意 图 ， 是一种 典 型的双 线结 构 ， 是 ｌｍｌｉ 它 由两块
脉 冲形 成线组 装 而成 。 由此 可得 ， 冲形成 线参 数 和陶瓷介 电性能之 间的关联 性 脉
电 长 度 ｒ ＝ Ｌ（ ／ ＝ ２ ￡ ） ｃ ＝
高 ， 电性 能高频 稳定 性非 常好 ， 电常数 和介 电损 耗随 温度 和 频率 几 乎保 持 不变 ， 制备 脉 冲形成 线 较 为理 介 介 是
想 的候 选材 料ｌ ］ ５ 。因此 ， 本文 将通 过探 讨 固态脉 冲形 成线 材料 介 电性 能 与 脉 冲形 成 线 电性 能 之 间 的关 系 ， 来
小脉 冲形成 线 的物理 长度 和体积 ， 化相 应 的辅 助设 施 ， 而 实现脉 冲 功率源 的小 型化 。用 于脉 冲形成线 的固 简 从
态储 能介质 主要 包括有 机 聚合物 、 聚合 物一 瓷复 合 材料 和 陶 瓷介 质 。有 机 聚合 物 耐 击穿 电压 高 ， 陶 但介 电常数
低 ， 高频 下介 电损耗 会增 大 ； 在 聚合物一 陶瓷复 合材 料虽然 介 电常数 有所 提高 ， 但是 介 电损耗 和 高频 稳定 性 都没 有得 到改善 ， 高频下 介 电常数 还会 降低 。 陶瓷材料 主要 包括 顺 电相介 质 陶瓷和微 波介 质 陶瓷 ， 电相介 质 陶 在 顺
线性调频信号脉冲压缩技术仿真_陈国庆
- 51 - 线性调频信号脉冲压缩技术仿真陈国庆 陈客松（电子科技大学电子工程学院，四川成都 611731）【摘 要】最大作用距离和距离分辨力是雷达应用中两个关键的性能指标，但在常规脉冲体制雷达中，这两个指标是相互矛盾的。
脉冲压缩技术的出现，有效的解决了该问题。
文章先介绍了脉冲压缩技术，然后通过MATLAB仿真验证了脉冲压缩技术在解决这对矛盾时的有效性。
【关键词】雷达信号处理；脉冲压缩；线性调频信号；MATLAB【中图分类号】TN957.51 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2011)10-0051-03The Simulation for Pulse Compression of Linear Frequency Modulation SignalAbstract: Both the maximum radar range and range resolution are the key performance indicators. But in regular pulse radar, the two indicators are paradoxical, which has been resolved until the pulse compression technique comes. This paper firstly introduced the pulse compression technique, and then based on the simulation result using MATLAB, the technique has proved to be effective in resolving the paradox.Keywords: radar signal processing; pulse compression; LFM; MATLAB1 引言现代电子战、信息战队对雷达系统提出了越来越高的要求，作为雷达的两个重要的性能指标——最大作用距离和距离分辨力。
脉冲信号的产生与整形教学课件
实验结果分析：分析整形后的 脉冲信号是否达到预期效果， 讨论整形器的参数调整对信号 的影响。
脉冲信号处理综合实验
• 实验目标：综合运用脉冲信号的产生与整形技术，进 行实ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应用。
脉冲信号处理综合实验
实验步骤 1. 设定所需的脉冲信号参数，如频率、占空比等。
2. 使用脉冲信号发生器产生所需的脉冲信号。
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THANKS
脉冲压缩雷达
通过脉冲整形技术，实现宽脉冲压缩 ，提高雷达距离分辨率和抗干扰能力 。
在自动控制系统中的应用
伺服控制系统
利用脉冲信号控制伺服电机的转动，实现精确的位置和速度控制，广泛应用于 数控机床、机器人等领域。
可编程逻辑控制器（PLC）
通过脉冲信号控制各种执行机构，实现自动化生产线的逻辑控制和顺序控制。
随着数字信号处理技术的发展，脉冲信号的产生与整形技术也在不断进步，本课程将介绍脉冲信号的基本概念 、产生方法、整形技术及其应用。
课程目标
01
02
03
04
掌握脉冲信号的基本概念、特 性及分类。
理解脉冲信号的产生原理及方 法。
掌握脉冲信号的整形技术及应 用。
了解脉冲信号在通信、控制等 领域的应用案例。
应用场景
三角波脉冲在信号处理、波形合成 等领域有广泛应用。
04
脉冲信号的整形技术
脉冲展宽整形
总结词
通过增加脉冲宽度来减小信号的频谱宽度，从而降低信号的 传输带宽。
详细描述
脉冲展宽整形是一种常用的信号整形技术，通过增加脉冲的 持续时间来减小脉冲信号的频谱宽度，从而降低信号传输所 需的带宽。这种整形方法适用于对信号带宽有严格限制的应 用场景，如无线通信和数据传输。
基于DDF的光脉冲绝热压缩和高阶孤子压缩
１ 引 言
ｉ０ ｕ
１
＋
２
对现有光源提供 的宽脉冲进行压缩和整形 ， 以 获取超短光脉冲是实现现代高速 、 大容量通信 系统 的关键 技 术 。常规 光纤 中高 阶孤 子压缩 所得 到 的压 缩脉 冲质 量往往 不 能满足 要求 。应 用基 于 色散 渐减 光纤 （ Ｄ ） Ｄ Ｆ 的光脉冲绝热压缩技术可 以避免在光 纤中过早地形成高阶孤子从而将能量转移到脉冲的 两翼 ， 较好地消除脉座 ， 达到改善压缩脉冲质量 的目 的¨ Ｊ 。绝热 孤 子压 缩 技 术一 般 仅 对 脉 宽 小 于 ５ ｓ ｐ
中 图分 类 号 ： Ｎ ２ ． １ Ｔ ９ ９ １ 文献标 识 码 ： Ａ
Ｔｈ ｉ ｂ ｔｃ Ｃｏ ｐ ｅ ｓｏ ｎ ｇ ｅ － ｒ ｒ ｅ Ａｄ ａ ａ ｉ ｍ ｒ ｓ ｉ ｎ ａ ｄ Ｈｉ ｈ ｒ ｏ ｄｅ Ｓ ｌ ｏ ｍ ｐ ｅ ｓ ｏ ｎ ＤＤＦ ｏ ｉ ｎ Ｃｏ ｔ ｒ ｓｉ ｎ ｉ
Ｗ Ｕ ｉｈ ， Ｚａ — ｕａ ＺＨＯＵ ａ — ｎ ， Ｎ ｉｘａ Ｘｉｏ ｐｉ ｇ ＹＩ Ｌ — ｉ ｎ
（ ． ｕｎ ｎＣ ｌ ｇ ｆ ｎ ｒ ａｉ ，ｈ ｎｓａ １２ ０ Ｃ ｉａ２ Ｃ ａ ｇｈ ｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎｅ＆ Ｔ ｃｎｌｇ ， １Ｈ ａ ｏ ｅｅｏ ｆ ｍ ｔ ｎ Ｃ ａｇｈ ０ ０ ， ｈｎ ；． ｈｎｓａＵ ｉｅ ｔ ｏ Ｓｉ ｃ ｌ Ｉｏ ｏ ４ ｓｙ ｅ ｅｈ ｏ ｙ ｏ Ｃ ａｇｈ １０ ０ Ｃ ｉａ ｈｎ ｓａ ００ ，ｈｎ ） ４
维普资讯
第３ ８卷 第 ２期
２０ ０ ８年 ２月
激 光 与 红 外
Ｉ Ｓ ＆ Ｉ Ｒ Ａ ＥＲ ＮＦ ＡＲＥＤ
Ｖｏ ． ８， ． １ ３ Ｎｏ ２
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冲驱 动源 、 脉压 装 置 （ 短脉 冲形 成 线 ） 、 开关、 变 阻 抗 传 输 线 和 负载 ， 其 原 理 图 如 图 １所 示 。利 用 一 段低阻抗短脉冲形成线 Ｆ Ｌ ２和快 开关 Ｋ ， 将 前
第２ ７卷 第 ６期
２ ０ １ ５年 ６月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ ＧＨ ＰＯＷ ＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ７ ，ＮＯ ． ６
Ｊ ｕ ｎ ．，２ ０ １ ５
基 于 脉 冲 形 成 线 充 电 的 脉 冲 压 缩 技 术
需 短脉 冲 。
当开关 Ｋ ｚ断开 时 ， 从 形成 线 Ｆ Ｌ １到 Ｆ Ｌ ２的透射 电压 波在 开关 Ｋ 处全 反 射 ， 折返 向 Ｋ 传播 ， 在 Ｋ 处由
于Ｆ Ｌ １和 Ｆ Ｌ ２阻抗 不 匹配发 生反 射 和透射 现象 ， 反 射波 折返 又 向 Ｋ。 传播 ， 透 射波 则进 入 Ｆ Ｌ １ 继 续 向左 传 播 ，
图 １ 脉 冲压 缩 原 理 图
级 脉 冲驱 动源 Ｆ Ｌ １ （ 高 阻抗 形成线 ） 产 生 的长脉 冲进 行 压缩 ， 最 终 获得 更 高 功率 的短 脉 冲输 出 。前 级 脉 冲 驱 动
源Ｆ Ｌ １的 阻抗 Ｚ － ， 电长度 ｔ ， 充 电电压 ， Ｋ 为 其 主开 关 ； 脉 压 形成 线 Ｆ Ｌ ２的 阻抗 Ｚ ， 电长 度 ｔ ， Ｋ 为其 开 关 。为简化 分 析 ， 假定 Ｋ 和 Ｋ。 均为 理想 开关 。 其 工作 过 程是 ： Ｆ Ｌ １ 充 电 电压 为 、 ， ｒ ， 当开关 Ｋ 闭合 ， 开关 Ｋ 开路 时 ， Ｆ Ｌ１ 在对 Ｆ Ｌ ２的透射 电压 在 Ｆ Ｌ ２上 经 过 多次来 回反射 ， 形成 一个 逐级 叠加 而 成 的 高 电压 ， 当开 关 Ｋ。 导通放 电， 经变 阻抗 传输 线 在 负 载 上得 到 所
产 生不 利影 响 。为 了提高 高功 率短 脉 冲系统 的功 率增 益和 能量 利用 效率 ， 本文 利用 脉 冲压缩 技术 ， 用 高阻抗 脉 冲形 成 线 （ 前 级 脉 冲驱 动 源） 对低 阻 抗脉 冲形 成线 充 电的方 法 ， 产 生高 功率 短脉 冲 ， 实现 了功率 增益 达 约 ４倍 。
关键词 ： 脉冲压缩 ； ａ ｓ 脉 冲 源 ； 短 脉 冲 形 成 线 ； 变 阻抗 线 ； 功 率 增 益
中 图分 类 号 ： ＴＮ７ ８ ２ 文献 标 志 码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ８ ４ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ５ ２ ７ ． ０ ６ ５ ０ ０ ３
石 磊， 朱郁丰， 卢彦雷， 夏文锋， 乔汉青， 易超龙， 樊亚军
（ 西 北 核 技 术 研 究 所 ，高 功率 微 波技 术 重 点 实 验 室 ，西 安 ７ １ ０ ０ 利 用 脉 冲压 缩 技 术 ， 将 具 有 一 定 初 始 电压 的高 阻抗 长 脉 冲形 成 线 对 低 阻抗 短 脉 冲 形 成 线 充 电 到
定值 时， 其输出开关导通 ， 在 其后 的 传 输 线 上 可 以产 生 高 功 率 短 脉 冲 。给 出 了 脉 冲 压 缩 理 论 分 析 ； 前 级 脉 冲
驱 动 源 采 用 ＧＷ 级 纳 秒 脉 冲 形 成 线 ， 其特 性阻抗为 ４ Ｏ ｎ、 电长 度 为 ３ ． ９ ｒ Ｉ Ｓ ， 输 出脉 冲宽度约 ８ ａ ｓ ； 研 制 了 与 前
级 脉 冲驱 动 源 匹 配 的 脉 冲 压缩 装 置 和 变 阻 抗 传 输 线 ， 考 虑 到 脉 冲 压 缩 装 置 低 阻 抗 形 成 线 绝 缘 击 穿 和 开 关 导 通
限制 ， 选 取脉压装置形成线特性阻抗 ６ ． ５ Ｑ、 电长 度 ０ ． ５ ｎ ｓ 。利 用 Ｇ Ｗ 级 纳 秒 脉 冲 驱 动 源 开 展 了脉 冲 压 缩 实 验， 得 到 了输 出 功 率 增 益 达 ４ 倍 左右的脉宽 １ ． ５ ａ ｓ 高 功率 短 脉 冲 ， 输 出脉 冲功 率 增 益 与理 论值 基本 相 符 。
１ 脉 冲压 缩原 理
脉 冲压缩 是 一种用 于 产生 （ 亚） 纳秒脉 冲 的技 术， 其 实 质是 将 前级 脉 冲驱 动 源 产 生 的宽 脉 冲在 时 间上进 行压 缩 ， 使 其 脉 宽 变 窄并 且 提 高 其 输 出
功率
。本文 的脉 冲压 缩 系统 主 要包 括 前 级 脉
高功 率短 电磁 脉 冲在 一 些领域 如 雷达 目标识 别 、 探测 地下 物体 和 隐蔽物 体 、 遥 感 等领域 具有 广泛 的应 用前 景 。传 统 的高 功率 短脉 冲产 生装置 通 常主要 由高压 脉 冲驱 动源 和 亚纳 秒 脉 冲产 生器 等 部 分组 成 ， 高 压 脉 冲驱 动 源Ｌ １ 实现 脉 冲形成 和升 压变换 等 功能 ， 产 生峰值 电压 大 于几 十 ｋ Ｖ 乃 至 ＭＶ 量级 、 脉 冲宽度 为 ｎ ｓ 量 级 的高 压 电脉 冲 ； 亚纳 秒脉 冲产 生器 ［ ４ 通 常是一 种 高功率 亚纳 秒快 开关 ， 用来 对 高压脉 冲驱动源 产生 的 ａ ｓ 脉 冲进 行 整形 ， 陡化前 沿 或截 断后 沿 ， 形 成前 沿 和后沿 （ 或 脉冲 宽度 ） 在（ 亚） Ｕ Ｓ 量 级 的高 功率 短 脉 冲 ， 这 样将 损 失 很 大一 部 分脉 冲 能量 ， 由于 开关 导通 的能 量损耗 ， 从 而使 得输 出功率 降 低 ， 能量 利 用效 率 也 大 大 降低 ， 这 样 一来 ， 虽 然 实 现 了脉 冲陡化 ， 但 大量 的能量 反 射 回前 级 脉 冲驱动 源 ， 一 方 面 降低 了系统 总 效率 ， 另 一 方 面也 对 脉 冲驱 动 源