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紧凑型可重复运行的高功率纳秒脉冲源
朱亚辉04
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随着强流束脉冲功率源研究及应用的发展， 对可重复运行的强流束脉冲功率源的需求越来越明显 。目前的脉冲功率技术水平， 要获得 100~ 200 ns 脉冲宽度的数 GW~ 10 GW 强流脉冲束流很容易， 但要实现脉冲功率源系统能够在短时间内重复运行， 且体积和重量基本达到可运载的要求还有一定的技术难度。获得高功率束流有多种技术途径， 就其基础技术来看， 缺少不了储能、产生高压和形成脉冲等 3 个基本过程， 控制这 3 个过程转变的是开关， 因此高功率开关是脉冲功率技术的关键技术， 而制约可重复运行强流束脉冲功率源发展的主要器件也是开关。目前具有一定重复运行能力的高功率脉冲源以 T esla 脉冲功最高 。用 T esla 变压器代替 Marx 发生器给脉冲形成线充电， 避开了 M arx 发生器中多个火花间隙开关对重复运行的限制， 另外是采用 Tesla 变压器和脉冲形成线一体化设计技术， 有利于减小系统体积， 所以只要解决脉冲形成线上的开关重复运行问题， 系统便能达到重复运行要求。它的缺点是 T esla 变压器充电脉冲形成线的时间太长， 达到了100 ：s 左右， 降低了脉冲形成线的耐压性能， 所以一体化的 T esla 和形成线的体积也很庞大， 系统进一步小型化有困难。
解决可重复运行脉冲功率源受限于高功率开关的途径有两种： 一种是设计研制出新型的可重复运行的高功率开关替代现有的高功率开关， 所有从事高功率脉冲技术研究的单位都有这方面研究的工作安排， 这是根本上解决问题的考虑， 但受到高功率开关技术研究进展的限制， 需要时间较长， 是短时间难以实现的; 另一种考虑是避开应用高功率开关， 在现有可重复运行的中等脉冲功率开关基础上， 探讨可否实现数 GW~ 10 GW 强流脉冲功率源。
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