[发明专利]一种极性可调的模块化高重频纳秒脉冲发生器

摘要

本发明公开一种基于Blumlein脉冲形成线和传输线变压器的极性可调的高频纳秒脉冲发生器结构。发生器中有多个相同的单元模块，每个模块中包含有一个Blumlein脉冲形成线，一个二级的传输线变压器，一组充电开关和两组放电开关。多个单元模块中的传输线变压器的输出端可以相互级联，将每个单元模块输出的脉冲进行叠加然后输出至负载。使用固态开关对系统进行高频控制，控制Blumlein在TLT每个输入端口产生同步的输入脉冲，使系统能够输出高频纳秒脉冲。同时不需要改变发生器的连接状态，只需要更改开关的控制信号就可以输出正极性、负极性或双极性脉冲，同时可以更改重复频率、两次输出脉冲之间的时间间隔、输出脉冲个数。

主权项

1.一种极性可调的模块化高重频纳秒脉冲发生器，其特征在于：一个所述n级发生器包括：n个所述的Blumlein脉冲形成线和n个二级传输线变压器，以及MOS管开关电路S1i、MOS管开关电路S2i、MOS管开关电路S3i、高压直流电源、储能电容C和充电电阻R；n为大于或等于2的自然数；i＝1、2……n。第i个Blumlein脉冲形成线由同轴传输线T1i和同轴传输线T2i组成；第i个二级传输线变压器由同轴传输线t1i和同轴传输线t2i组成；所述同轴传输线T1i的两端分别记为Ai端和ai端，其金属线的两端分别记为AJi端和aji端；所述同轴传输线T2i的两端分别记为Bi端和bi端，其金属线的两端分别记为BJi端和bji端；所述同轴传输线t1i的输入端记为Ci端、输出端记为ci端，其金属线的两端分别记为CJi端和cji端；所述同轴传输线t2i的输入端记为Di端、输出端记为di端，其金属线的两端分别记为DJi端和dji端；Ci端和Di端为第i个二级传输线变压器的输入端。所述高压直流电源包括电极I和电极II；电极I串联充电电阻R后，形成接入MOS管开关电路S1i的漏极端子，MOS管开关电路S1i的源极连接AJi端，充电电阻R与AJi端的通断，是通过入MOS管开关电路S1i来控制的；电极II连接同轴传输线T1i和同轴传输线T2i的接地板；电极II连接MOS管开关电路S2i的源极，MOS管开关电路S2i的漏极连接AJi端，电极II与AJi端的通断，是通过MOS管开关电路S2i来控制的；电极II连接MOS管开关电路S3i的源极，MOS管开关电路S3i的漏极连接bji端，电极II与bji端的通断，是通过MOS管开关电路S3i来控制的；aji端连接同轴传输线t1i和同轴传输线t2i的接地板；BJi端连接CJi端和DJi端；ci端和dji端连接在一起；当且仅当i＜n时，di端与cji+1端连接；cj1端和dn端之间接入负载ZL。Blumlein脉冲形成线中每条传输线特征阻抗为Z1，电长度为τ1，传输线变压器(TLT)中每条传输线特征阻抗为Z2，电长度为τ2，负载阻抗为ZL，当ZL＝2nZ2＝8nZ1时，系统阻抗匹配。