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GW级纳秒脉冲源激光触发同步实验

强激光与粒子束 2012年第4期24卷 975-979页

作者：卢彦雷樊亚军石磊王俊杰夏文锋西北核技术研究所西安710024

结合GW级纳秒脉冲源建立了实验平台,研究了激光触发开关的延迟时间及其抖动与激光能量、工作电压、激光波长、透镜焦距等参数的关系。结果表明:开关延迟与抖动随激光脉冲能量的上升、工作电压的上升而逐渐减小;采用紫外光得到的开关延... 详细信息

结合GW级纳秒脉冲源建立了实验平台,研究了激光触发开关的延迟时间及其抖动与激光能量、工作电压、激光波长、透镜焦距等参数的关系。结果表明:开关延迟与抖动随激光脉冲能量的上升、工作电压的上升而逐渐减小;采用紫外光得到的开关延迟与抖动小于相同条件下红外光得到的结果;在高气压小间隙开关条件下,采用小的透镜焦距可以得到更小的开关延迟与抖动。开关在自击穿电压220kV、欠压比为80%、采用7mJ,266nm波长激光时的抖动为0.3ns,在此条件下进行了两台脉冲源的同步实验,得到其同步偏差85%置信率小于0.3ns。

关键词：激光触发开关气体开关低抖动 GW级纳秒脉冲源

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紧凑Tesla变压器型纳秒脉冲源

强激光与粒子束 2014年第12期26卷 226-230页

作者：石磊朱郁丰卢彦雷乔汉青夏文锋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710024

采用带有开路磁芯的Tesla变压器与单筒脉冲形成线一体化结构,研制了一台基于Tesla变压器的紧凑GW级纳秒脉冲源,该源包括一个40Ω脉冲形成线、内置Tesla变压器、初级电路及高压吹气主开关等,具有变比高、结构紧凑、能量传输效率高、便于... 详细信息

采用带有开路磁芯的Tesla变压器与单筒脉冲形成线一体化结构,研制了一台基于Tesla变压器的紧凑GW级纳秒脉冲源,该源包括一个40Ω脉冲形成线、内置Tesla变压器、初级电路及高压吹气主开关等,具有变比高、结构紧凑、能量传输效率高、便于重复频率运行等特点。给出了脉冲形成线、Tesla变压器和主开关等的工作原理、设计方法和模拟计算。实验结果表明,该脉冲源输出电压大于200kV,脉冲宽度约8ns,可以在重复频率100Hz、平均输出功率1GW情况下稳定运行,实验结果与理论设计相符。

关键词： ns脉冲源 Tesla变压器脉冲形成线主开关开路磁芯

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高电压纳秒气体开关绝缘恢复特性的实验研究

高电压技术 2015年第6期41卷 1852-1856页

作者：卢彦雷樊亚军石磊乔汉青夏文锋朱郁丰西北核技术研究所西安710024

气体开关绝缘恢复曲线中存在的＂平台现象＂,大大延长了开关的绝缘恢复时间,但其存在原因尚未取得共识。为此,结合GW级Tesla型ns脉冲源,在开关工作电压约220 k V情况下,研究了不同气压（0.1~7 MPa）的N2、H2、SF6 3种气体开关的恢复特... 详细信息

气体开关绝缘恢复曲线中存在的＂平台现象＂,大大延长了开关的绝缘恢复时间,但其存在原因尚未取得共识。为此,结合GW级Tesla型ns脉冲源,在开关工作电压约220 k V情况下,研究了不同气压（0.1~7 MPa）的N2、H2、SF6 3种气体开关的恢复特性及稳定性。结果表明：对于N2、H2开关,随着气压的升高,开关恢复曲线中的＂平台现象＂逐渐减弱,当气压超过一定阈值后,开关＂平台现象＂消失;对于SF6开关,则不存在＂平台现象＂。可见对于N2、H2、SF6 3种气体＂平台现象＂产生的原因是不同的,同时Tesla型脉冲源对开关的＂平台现象＂也具有一定的影响。N2、H2、SF6气体绝缘恢复系数达到95%的最短时间分别为7.1 ms、0.68 ms、5.4 ms。

关键词：高重频气体开关气体放电绝缘恢复特性平台现象 Tesla型纳秒脉冲源双脉冲法

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基于脉冲形成线充电的脉冲压缩技术

强激光与粒子束 2015年第6期27卷 257-261页

作者：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710024

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一定值时,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... 详细信息

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一定值时,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40Ω、电长度为3.9ns,输出脉冲宽度约8ns;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6.5Ω、电长度0.5ns。利用GW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1.5ns高功率短脉冲,输出脉冲功率增益与理论值基本相符。

关键词：脉冲压缩 ns脉冲源短脉冲形成线变阻抗线功率增益

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超宽带匹配馈电结构的设计与实验

强激光与粒子束 2014年第1期26卷 162-165页

作者：易超龙朱四桃樊亚军石一平卢彦雷夏文锋袁雪林乔汉青西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室西安710024

设计研制了一种低阻抗传输线向高阻抗超宽带天线馈电的馈电结构,理想情况下,该馈电方法可实现特性阻抗为50Ω的同轴传输线向特性阻抗为200Ω的超宽带天线匹配馈电。分别用TEM喇叭天线和抛物反射面天线进行了实验验证,结果表明,与同轴线... 详细信息

设计研制了一种低阻抗传输线向高阻抗超宽带天线馈电的馈电结构,理想情况下,该馈电方法可实现特性阻抗为50Ω的同轴传输线向特性阻抗为200Ω的超宽带天线匹配馈电。分别用TEM喇叭天线和抛物反射面天线进行了实验验证,结果表明,与同轴线直接馈电相比,采用该匹配馈电结构后,TEM喇叭天线的辐射场强提高了15%,反射面天线的辐射场强提高了27%。

关键词：超宽带天线馈电传输线变压器阻抗匹配 TEM喇叭

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高辐射效率超宽谱脉冲辐射天线的设计与实验

强激光与粒子束 2014年第2期26卷 172-176页

作者：易超龙樊亚军丁臻捷袁雪林朱四桃卢彦雷夏文锋石一平西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室西安710024

设计了一种采用共面TEM馈电结构的抛物反射面超宽谱脉冲辐射天线,分析了该种馈电结构的阻抗特性与辐射特性。实验表明当馈入电压为3kV、前沿180ps的超宽谱脉冲时,该天线主轴辐射场测试距离与峰值场强之积平均值达到18.3kV,相较于常用的... 详细信息

设计了一种采用共面TEM馈电结构的抛物反射面超宽谱脉冲辐射天线,分析了该种馈电结构的阻抗特性与辐射特性。实验表明当馈入电压为3kV、前沿180ps的超宽谱脉冲时,该天线主轴辐射场测试距离与峰值场强之积平均值达到18.3kV,相较于常用的TEM喇叭馈电的超宽带反射面天线,其辐射效率有了显著的提高。

关键词：抛物反射面天线超宽带脉冲高辐射效率

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一种三传输线型亚纳秒脉冲压缩装置

强激光与粒子束 2017年第11期29卷 107-110页

作者：张兴家卢彦雷樊亚军石磊夏文锋乔汉青西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室西安710024

介绍了一种采用三传输线型形成线压缩技术直接产生高功率亚纳秒脉冲的方法。给出了脉冲压缩的理论分析,设计了相应的脉冲压缩装置,并采用Pspice软件建立了电路模型,计算结果显示脉冲压缩装置的功率增益可达到2.25倍,验证了理论分析。基... 详细信息

介绍了一种采用三传输线型形成线压缩技术直接产生高功率亚纳秒脉冲的方法。给出了脉冲压缩的理论分析,设计了相应的脉冲压缩装置,并采用Pspice软件建立了电路模型,计算结果显示脉冲压缩装置的功率增益可达到2.25倍,验证了理论分析。基于现有的CKP1000超宽谱脉冲源,建立了完整的脉冲压缩实验系统并展开实验研究,结果表明:脉冲压缩装置在入射脉冲电压220 k V、脉宽5 ns的情况下,可产生峰值电压295 k V,半高宽约800 ps,前沿400 ps的亚纳秒脉冲,脉冲压缩装置的功率增益约为1.8倍,实验结果与理论值基本相符。

关键词：亚纳秒脉冲脉冲压缩功率增益

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时基反馈控制的Tesla变压器初级电源

强激光与粒子束 2018年第8期30卷 123-126页

作者：乔汉青樊亚军夏文锋张兴家卢彦雷关锦清西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室西安710024

LC谐振充电是Tesla变压器常用的初级电容充电技术,但存在对控制时序要求高、易受电磁干扰和不具备故障保护能力等缺陷。针对这个问题,提出了一种时基反馈控制的LC谐振充电电源。该电源与传统LC谐振电源的主要区别在于,采用特殊设计的时... 详细信息

LC谐振充电是Tesla变压器常用的初级电容充电技术,但存在对控制时序要求高、易受电磁干扰和不具备故障保护能力等缺陷。针对这个问题,提出了一种时基反馈控制的LC谐振充电电源。该电源与传统LC谐振电源的主要区别在于,采用特殊设计的时基反馈电路取代多路时基控制器,将能量回收开关反向阻断瞬间的电压突变调制为谐振晶闸管触发信号,从而在能量回收结束时刻启动谐振充电,实现各工作回路准确按照预定时序运行。时基反馈电路由高压元件构成,不易受电磁干扰,且在原理上具备负载短路保护能力。该技术已经应用于CKP1000,CKP5000等多台Tesla型超宽谱脉冲源。实验结果表明,在强脉冲辐射环境下,该电源能够1000Hz重频稳定运行,且能够在Tesla变压器初级短路故障时进行快速自动保护。

关键词： Tesla变压器 LC谐振充电电源时序反馈电路短路保护

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高功率超宽带馈源设计与实验

强激光与粒子束 2016年第3期28卷 1-5页

作者：易超龙樊亚军石磊朱郁丰夏文锋石一平卢彦雷乔汉青张兴家西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室西安710024

针对大型抛物反射面天线中的高功率超宽带馈源,提出一种恒阻抗不平衡-平衡转换结构(巴伦)加切比雪夫渐变线TEM喇叭的馈源设计方法,采用数值模拟研究了其阻抗特性、传输特性与辐射特性,并进行了测试实验。结果表明:该种馈源结构在较小的... 详细信息

针对大型抛物反射面天线中的高功率超宽带馈源,提出一种恒阻抗不平衡-平衡转换结构(巴伦)加切比雪夫渐变线TEM喇叭的馈源设计方法,采用数值模拟研究了其阻抗特性、传输特性与辐射特性,并进行了测试实验。结果表明:该种馈源结构在较小的体积下具有低反射、高带宽和高馈电效率的优点。该馈源已成功应用于大型高功率抛物反射面天线。

关键词：高功率微波超宽带巴伦切比雪夫渐变线馈源天线 TEM喇叭