[实用新型]一种基于编织结构导体层的柔性高压同轴脉冲传输线

说明书

本实用新型公开了一种基于编织结构导体层的柔性高压同轴脉冲传输线。本实用新型采用由多根导体丝交错编织成致密的编织结构的内导体层和外套体层，使得高压同轴脉冲传输线在径向具有较好刚度的同时，在轴向可弯折、拉伸；采用流体绝缘材料作为绝缘介质层，在保证高压同轴脉冲传输线柔软特性的同时，降低了系统的重量；采用绝缘支撑架，保证了内导体层和外套体层具有良好的同轴度；本实用新型具有轻量化、成本低、弯曲性优异、可耐高压、高效率、可传输纳秒级脉冲信号的优点，能够承受峰值电压超过几百千伏。

技术领域

本实用新型涉及柔性高压同轴脉冲传输线技术，具体涉及一种基于编织结构导体层的柔性高压同轴脉冲传输线。

背景技术

脉冲功率技术的发展促进了高功率微波领域的技术进步，在高功率微波技术中，升压技术、脉冲形成技术、脉冲整形技术和脉冲的传输技术等是其关键技术。当传输具有一定重复频率的高压纳秒脉冲信号时，施加在传输线上的峰值功率会达到吉瓦量级，峰值电压达到几百千伏。普通的传输线在这种高压环境下工作会发生击穿从而失效。现有的高压同轴脉冲传输线，其主体结构是由刚性结构构成，结构中各部分均由金属通过机械连接，不能弯折。在应用过程中存在体积大，质量重，成本高，灵活性差等众多缺点。普通的同轴电缆在柔软度方面具有优势，但是当传输高电压时，会产生击穿，从而烧毁。严重制约了高功率微波技术的发展。当前存在的波纹管高压同轴脉冲传输线内外导体层特性阻抗难于保持一致，同等尺寸下，传输的脉冲电压幅值较低。因此研制一种柔软型、可耐高压、可传输纳秒级脉冲信号、轻量化的柔性传输线具有重大意义。

实用新型内容

针对以上现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种基于编织结构导体层的柔性高压同轴脉冲传输线；具有轻量化、成本低、弯曲性优异、可耐高压、高效率、可传输纳秒级脉冲信号的优点，其可承受峰值电压超过几百千伏。

本实用新型的基于编织结构导体层的柔性高压同轴脉冲传输线包括：护套、外导体层、绝缘介质层、绝缘支撑架和内导体层；其中，由内至外依次为同轴的内导体层、绝缘介质层、外导体层和护套；内导体层和外套体层均为中空的筒形，外套体层的内径大于内导体层的外径，二者之间由绝缘介质层填充；外套体层的外壁紧贴护套的内壁；内导体层和外套体层均为由多根导体丝交错编织而成的编织结构；多个绝缘支撑架均匀分布在绝缘介质层中，每一个绝缘支撑架包括一个或多个内层支撑环、一个或多个外层支撑环和连接架，内层支撑环的内径等于内导体层的外径，套在内导体层外，外层支撑环的外径等于外导体层的内径，支撑在外导体层内，内层支撑环和外层支撑环之间由连接架支撑固定；护套的两端由接口密封。

护套用于支撑、防止漏电、保护内部结构不受损坏和隔离内部绝缘介质与空气。护套采用绝缘管状材料，并且为了达到在径向支撑且轴向具有良好弯曲效果，应采用在径向有较好刚度，在轴向具有良好弯曲效果的材料。

内导体层和外套体层均为由多根导体丝交错编织而成致密的编织结构，导体丝的直径在1mm以下，两根导体丝的直径即为内导体层和外套体层的厚度。导体丝的根数在10～1000之间。外导体层传输低电平，内导体层传输高电平；由于编织网管有很强的弹性，伸缩性，耐磨性，易于弯曲和可松可紧的操作的特点，采用编织结构从根本上解决了传输线不可弯折的问题。外导体层的内径与内导体层的外径之比为2.1～3.0，因为在此范围内传输线内导体层的表面场强较低。

绝缘介质层主要作用为隔离内外导体层，防止电压过高发生击穿。针对高压纳秒脉冲信号传输线传输的峰值功率为吉瓦量级，峰值电压为几百千伏，并且可在各个方向进行弯曲，绝缘介质层采用流体绝缘材料。