[发明专利]一种单开关型双脉冲输出高功率脉冲调制器

说明书

本发明提供了一种单开关型双脉冲输出高功率脉冲调制器，属于高功率脉冲调制器技术领域，包括外部容器、脉冲形成线外筒Ⅰ、脉冲形成线外筒Ⅱ、脉冲形成线内筒Ⅰ、脉冲形成线内筒Ⅱ、形成线挡板、内筒连接过渡段、内筒连接部件、外筒连接部件和气体开关。本发明采用的双脉冲同步输出设计，在负载匹配情况下，每个负载获得的功率与调制器输出功率一致；利用单开关型脉冲调制器实现了双脉冲输出，不需要考虑开关的同步，大大降低了双开关双脉冲输出调制器对两个开关同步触发系统的要求或可直接去除不必要的触发系统，装置结构紧凑；负载上获得的双脉冲输出波形同步性、一致性较好，输出的双脉冲之间无延时。

技术领域

本发明涉及高功率脉冲调制器技术领域，特别地，涉及一种单开关型双脉冲输出高功率脉冲调制器。

背景技术

脉冲功率调制器在工业和国防领域有着重要的应用价值，它是进行环保、食品处理、高功率微波等方面研究的重要平台。目前脉冲功率调制器除向高功率、重复频率运行方向发展外，利用单台调制器实现双脉冲或多个脉冲同步输出同样引起广泛关注。

采用两个或多个负载并联后连接到脉冲调制器的输出端，可在每个负载上得到同步输出的脉冲。国防科技大学的任合明等人将三个阴极二极管并联后作为调制器负载，在调制器输出功率50GW的条件下，每个负载的功率约10GW，实现了三个脉冲的输出。该种方式下调制器输出的功率分配到多个不同负载上，因此每个负载上功率仅为调制器输出功率的一部分，负载上功率相对于调制器输出功率较低【任合明，杨建华，张建德，等,三阴极强流加速器研制，强激光与粒子束，2011,23(3),836-840.】；采用两台脉冲功率装置同步运行，同样可在两个负载上得到同步输出的脉冲。俄罗斯的Rostov等人将两台RADAN脉冲调制器用于驱动两个Ka波段BWO类型微波源，实现了同步输出两个功率100MW、脉宽2ns、频率37GHz的高功率微波，并开展了功率合成研究，该种情况下对每台调制器的运行稳定性、工作一致性、同步性等方面提出了更高要求【ROSTOV,V.V.,EL'CHANINOV,A.A.,KLIMOV,A.I.,etal.Phase Control in Parallel Channels of Shock-Excited Microwave NanosecondOscillators,IEEE Transactions on Plasma Science,2013，41(10),2735-2741.】。申请者曾提出过一种双开关型双脉冲输出的脉冲调制器。该调制器将两个脉冲形成线一端通过一个过渡段相连接，在每个形成线的另一端依次连接一个气体开关和负载，通过对两个开关同步触发，调制器对两个负载同步放电，实现双脉冲输出。该种情况下，对两个气体开关同步性要求较高，需要采用精确的触发，如激光触发或快脉冲高压触发，因此增加了系统的复杂性，降低了工作可靠性【殷毅，张晓萍，李志强，闵亚飞，一种高功率双脉冲脉冲调制器，第十一届全国高功率微波学术研讨会，云南昆明，2017,10，292-297】。

基于上述分析，需要研制工作可靠性高、结构简单、开关同步性要求低或是无开关同步性要求的双脉冲输出高功率脉冲调制器，促进双脉冲输出高功率脉冲调制器在工业和国防领域的进一步应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种单开关型双脉冲输出高功率脉冲调制器，以解决现有双脉冲输出装置开关同步性要求高、工作可靠性低、开关需同步触发的技术问题。