[发明专利]一种具有高的电压叠加效率的次级内筒

摘要

本发明提供一种具有高的电压叠加效率的次级内筒，该次级内筒的阻抗变换段表面呈现光滑过渡结构，且次级内筒与感应腔单元内壁构成的磁绝缘传输线的阻抗变换段的运行阻抗呈指数形变换形式，磁绝缘传输线的平均阻抗明显小于锥形和阶梯形，有利于减小各感应腔单元馈入端口的反射波，提高电压耦合效率；同时，经研究表明，标准指数形阻抗变换形式具有最高的功率传输效率，因此可以在负载上获得更高的脉冲电压峰值，过匹配系数p大于1.5时，优于阶梯形和锥形次级内筒的电压叠加效率。

主权项

一种具有高的电压叠加效率的次级内筒，其特征在于：所述次级内筒的阻抗变换段表面呈现光滑过渡结构，且次级内筒与感应腔单元内壁构成的磁绝缘传输线的阻抗变换段的运行阻抗呈广义指数形变换形式，如式(1)所示：$\left\{\begin{array}{c}Z\left(x\right)=A+B\·\exp (a\·x)\\ a=n\·\ln (Z_{out}/Z_{in})\·L^{-1}\\ B=(Z_{out}-Z_{in})\·{\[{\left(\frac{Z_{out}}{Z_{in}}\right)}^n-1\]}^{-1}\\ A=Z_{in}-(Z_{out}-Z_{in})\·{\[{\left(\frac{Z_{out}}{Z_{in}}\right)}^n-1\]}^{-1}\\ Z_{out}=p\·N\·Z_{cav}\\ Z_{in}=p\·Z_{cav}\end{array}\right.---\left(1\right)$L：磁绝缘传输线的阻抗变换段沿轴向的几何长度，单位：m；x：沿次级内筒轴向距离磁绝缘传输线阻抗变换段始端之间的距离，0≤x≤L，单位：m；Zcav：单个感应腔单元等效阻抗，单位：Ω；p：磁绝缘传输线相对于感应腔等效阻抗的过匹配系数，p＞1.5，无量纲；N：感应腔串联个数，无量钢；A、B为常量系数，无量纲；a：广义指数系数，单位：m^‑1；n：标准指数系数，除零外的任意实常数，无量纲；Z_out：磁绝缘感应电压叠加器次级输出端阻抗，单位：Ω；Z_in：磁绝缘感应电压叠加器次级输入端阻抗，单位：Ω。