一种矩形脉冲发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及脉冲产生技术领域，尤其是涉及一种矩形脉冲发生器。
【背景技术】
[0002]矩形纳秒脉冲是指输出波形持续时间为纳秒且具有平顶的电磁信号。矩形纳秒脉冲的特性由脉冲前后沿时间、脉冲半高宽、矩形度、脉冲重复频率等参数表征。随着微细电化学加工、电火花加工等精细化加工、超辐射及激光器的发展，脉冲矩形纳秒脉冲涌现出大量的应用需求，且朝着高重频、窄脉宽方向发展。矩形脉冲可以通过脉冲形成网络(PFN)或者传输线产生矩形脉冲，但是要产生几十纳秒宽带以下的矩形脉冲，FPN难于胜任。因此，国内外大多采用传输线来产生纳秒级的矩形脉冲。经过多年发展，国内外传输线产生纳秒矩形脉冲发展为两类，一类为传输线类，根据传输线末端连接方式，主要分为2种方式。一为传输线末端自行断开，如单线的一端断路结构，双线的blumlein线的一根线末端短路或者断路结构;二为传输线末端用电路断开，以解决末端自行断开时的波形后沿拖尾问题。这两种方式产生的矩形波形在效率、分布参数控制及结构上三者很难达到一个较好值。对于单线来说，在同样供电下，输出电压功率低于双线；而双线则因结构方式使得分布参数控制较难，脉冲越窄波形特性越差;对电路断开来说，因为要增加一组开关，同时需要复杂的匹配线路，因此系统结构复杂。为此，为了提高脉冲的输出质量及可靠性，各国都在极力研发新型的脉冲发生线路。在矩形纳秒脉冲的线路及开关研究方面，美国、俄罗斯、日本及欧洲国家做得较为深入。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种几十纳秒宽带以下矩形纳秒脉冲发生器，提升现有窄脉宽矩形脉冲发生器的性能，提高了发生器的可靠性。可广泛应用于微细电化学加工、电火花加工等精细化加工、超辐射及激光器驱动系统等领域要求。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种矩形脉冲发生器，包括:矩形脉冲形成线Tl、脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3，所述矩形脉冲形成线Tl、脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3均包括内芯和缠绕在内芯表面的外皮；
所述矩形脉冲形成线Tl内芯两端连接到开关K的同一端，开关K的另一端连接到地电位，矩形脉冲形成线Tl 一端的内芯连接到充电电源，
所述矩形脉冲形成线Tl的外皮上一端连接到脉冲功率合成传输线T2的内芯，另一端连接到脉冲功率合成传输线T3的内芯，
所述脉冲功率合成传输线T2另一端的内芯连接到所述脉冲功率合成传输线T3另一端的外皮，
所述脉冲功率合成传输线T3与脉冲功率合成传输线T2连接一端的内芯连接输出负载， 所述一脉冲功率合成传输线、脉冲功率合成传输线的外皮均连接到地电位。
[0005]在上述技术方案中，所述脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3的长度、阻抗相等。
[0006]在上述技术方案中，所述脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3的长度大于矩形脉冲形成线Tl的长度。
[0007]在上述技术方案中，所述脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3外皮上的地电位与开关K的地电位为等电位点焊接于同一点。
[0008]在上述技术方案中，所述矩形脉冲形成线Tl与充电电源之间连接有限流隔离电阻。
[0009]—种矩形脉冲发生器产生脉冲的方法，
通过充电电源给矩形脉冲形成线Tl进行充电，然后断开开关K，
在矩形脉冲形成线Tl的两端的外皮上产生两个相同的矩形纳秒脉冲，
两个脉冲同时馈入到脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3的内芯，通过在脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3上的传输，在脉冲功率合成传输线(T3)的另一端内芯上实现脉冲功率的合成并输出。
[0010]在上述技术方案中，所述矩形纳秒脉冲的宽度由矩形脉冲形成线Tl的长度决定。
[0011]在上述技术方案中，所述矩形纳秒脉冲的宽度的宽度值为矩形脉冲形成线Tl的延迟时间。
[0012]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:提供几十纳秒宽带以下矩形纳秒脉冲的实现方式，提升了现有窄脉宽矩形脉冲发生器的性能，简单的线路结构提高了发生器的可靠性。可广泛应用于微细电化学加工、电火花加工等精细化加工、超辐射及激光器驱动系统等领域要求。
【附图说明】
[0013]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0015]如图1所示，本发明的矩形脉冲发生器，主要由两部分组成，一是矩形脉冲形成线Tl，脉冲形成线Tl由内芯和缠绕在内芯上的外皮组成，内芯为充电正极，内芯的两端共同连接到开关K的一端，开关K的另一端连接到地电位。矩形脉冲形成线Tl内芯其中一端连接充电电源，矩形脉冲形成线Tl与充电电源之间连接一个限流及隔离电阻Re，电阻Re为矩形脉冲形成线Tl的充电限流电阻，通过它可以限定最大充电电流；同时当开关K断开时，可以隔离矩形脉冲形成线Tl两端产生的脉冲对电源的冲击。
[0016]本发明的另一部分是功率合成部分，该部分包括两根传输线脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3，两根传输线的结构与矩形脉冲形成线相同；矩形脉冲形成线Tl一端的外皮连接脉冲功率合成传输线T2的内芯，矩形脉冲形成线Tl另一端的外皮连接脉冲功率合成传输线T3的内芯，脉冲功率合成传输线T2、脉冲功率合成传输线T3的另一端通过导线连接在一起。导线一端连接到脉冲功率合成传输线T2的内芯，另