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全同轴型Marx发生器的研制与场路协同仿真

王翔宇 樊亚军 乔汉青 卢彦雷 朱郁丰 夏文锋 张兴家

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全同轴型Marx发生器的研制与场路协同仿真

    作者简介: 王翔宇(1993-),男,硕士,从事超宽谱高功率微波研究;wangxiangyu@nint.ac.cn。.
  • 中图分类号: TN782

Design of a coaxial Marx generator and field-circuit co-simulation

  • CLC number: TN782

  • 摘要: 针对Marx发生器小型化的应用需求和快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程的实际情况,开展了全同轴结构Marx发生器的研制和场路协同仿真。Marx发生器采用基于环形电容器、环形开关、锥形隔离电感、轴心单边充电的全同轴结构方案,避免结构偏心带来的局部场增强效应。在CST软件中建立了Marx发生器实际结构模型,利用时变材料和场路协同仿真功能实现了充放电过程的动态仿真,仿真结果显示出快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程。据此可以对绝缘设计进行优化,并分析结构参数对输出脉冲的影响。研制的5级Marx发生器体积小于0.015 m3,可在10 μs内充电至88 kV,对40 Ω传输线输出峰值电压210 kV的高压脉冲,峰值功率约1.1 GW,脉冲前沿5.3 ns,半高宽11.2 ns。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-23
  • 录用日期:  2019-08-20

全同轴型Marx发生器的研制与场路协同仿真

    作者简介: 王翔宇(1993-),男,硕士,从事超宽谱高功率微波研究;wangxiangyu@nint.ac.cn。
  • 西北核技术研究院 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024

摘要: 针对Marx发生器小型化的应用需求和快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程的实际情况,开展了全同轴结构Marx发生器的研制和场路协同仿真。Marx发生器采用基于环形电容器、环形开关、锥形隔离电感、轴心单边充电的全同轴结构方案,避免结构偏心带来的局部场增强效应。在CST软件中建立了Marx发生器实际结构模型,利用时变材料和场路协同仿真功能实现了充放电过程的动态仿真,仿真结果显示出快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程。据此可以对绝缘设计进行优化,并分析结构参数对输出脉冲的影响。研制的5级Marx发生器体积小于0.015 m3,可在10 μs内充电至88 kV,对40 Ω传输线输出峰值电压210 kV的高压脉冲,峰值功率约1.1 GW,脉冲前沿5.3 ns,半高宽11.2 ns。

English Abstract

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