Магнитный генератор прямоугольныхимпульсов наносекундной длительности

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советски к

Социалистическик

Республии 847489 (6 ) Дополнительное к авт. с вид-ву(22) Заявлено 1 ° Об. 79 (2! ) 2777844/18-21 с присоединением заявки.%— (2З) Приоритет

Опубликовано 5. 0 7. 81, Бюллетень Рй 26

Дата опубликования описания 18. 07.8 1 (5! )М. Кл.

Н ОЗ К З/ОО

Ьоударстееииый комитет

СССР (53) УДК 62!.373 (088.8) ао девам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

A Â. Бармин, А.Н. Мешков и В.И. Шыпко

Горьковский политехнический институт им. (7I ) Заявитель (54) МАГНИТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

НАНОСЕКУНДНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к технике генерирования мощных прямоугольных наносекундных импульсов. Данные генераторы применяют для импульсного питания электронных пушек ускорителей, магнет5 ронов, ламп бегущей волны, мощных лазеров и т.д.

Известны магнитные генераторы прямоугольных импульсов наносекундной длительности, содержащие магнитотиристорный генератор с выходным звеном сжатия, два отрезка линий передачи с ферритом с резисторами на концах, от- 1 резок линии передачи .с постоянными параметрами, концы которого подключены к свободным концам линий передачи с ферритом, несколько переключающих дросселей jl„„ .

Ю

Недос тат ком данных г енер а торов является низкий КПД при формировании коротких импульсов, кроме того имеет место искажение формы импульса.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор, который содержит магнитный генератор прямоугольных импульсов, выходной отрезок ферритовой линии передачи и резистор. Короткозамкнутый отрезок линии формирует из относительно большого по длительности прямоугольного импульса, поступактцего иэ линии, более короткий прямоугольньж импульс C2), Недостатками известного технического решения являются низкий КПД, обусловленный отражением части энергии исходного прямоугольного импульса и ограничение минимальной длительности импульсов, поскольку при этом используется лишь часть длительности исходного импульса.

Цель изобретения — повьппение КПД и уменьшение длительности импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в магнитном генераторе прямоугольных импульсов наносекундной длитель84 7489

3 ности, содержащем магнитный генератор, выходной отрезок ферритовой линии и резистор, между выходным отрезком ферритовой линии передачи и резистором установлены несколько последо5 вательно соединенных ферритовь.х линий с волновым сопротивлением для фронта ударной волны в каждой последующей линии, равным волновому сопротивлению предыдущей в состоянии насыщения фер- 1п рита, и временем движения волны до выходного конца линии и обратно равным длительности поступающего на ее вход импульса.

На чертеже представлена схема ге- д нератора.

Генератор содержит магнитный генератор 1 прямоугольных импульсов, содержащий выходной отрезок ферритовой линии 2 передачи, подключенные к его gp выходу последовательно соециненные отр ез ки феррит овых линий 3 и 4, резистор 5, подключенный к выходу последней линии. Отрезков ферритовых линий может быть несколько. Волновое сопротивление для фронта ударной волны в каждой последующей линии совпадает с волновым сопротивлением предыдущей при насыщенном феррите, двойная электрическая длина (время движения волны до выходного конца линии и обратно) равна длительности поступающего на ее вход прямоугольного импульса, волновое сопротивление последней линии при насьпценном фер- 35 рите равно сопротивлению резистора 5.

Работа генератора осуществляется следующим образом.

Ферритовая линия имеет два харак— терных состояния, первое из которых — 4p состояние с насыщенным ферритом, когда скорость распространения волны в ней равна Чо, волновое сопротивление равно Ро, а связь тока и напряжения описывается выражением 0<>-Я g<, Вто- 45 рое состояние, когда волна перемещается по линии как ударная с перемагничиванием феррита, тогда скорость волны равная, — волновое

Мд -1д сопротивление определяется какр =фф gp и связь тока и напряжения волны определяется выражением - - 0

55 где 3 1+ фу

Л

„ Х вЂ” эффективная магнитная про(3 ницаемость ударной волны. ф

Работа генератора для случая, когда линия 3 подключена к резистору 5, а последующие линии отсутствуют, происходит следукщим образом.

В линию 3 медленно, беэ искажений, со скоростью V> поступает импульс длительностью H c мощностью Р1=0у

Если время задержки С линии 3 при насыщенном феррите таково, что Тр,—

Ь ф+ь р y To волна разряда от нагрузкй возвращается к стыку линий в тот момент, когда в линию 3 перестанет поступать импульс из линии 2. Волна разряда в линию 2 практически не идет, поскольку феррит линии 2 оказывается в ненасыщенном состоянии.

Следовательно, линия 3 разряжается на резистор 5 как линейная зарядная линия за время "V=> "OZ с мощностью

P1=U0J0

Сокращение длительности прямоугольного импульса происходит в К раэ, где К = 1р — =05(1+ф ь),а рост импульсной

Щ м мощности в Кр раз, где Кр= — - —

4- и

Поскольку как правило, ф ур 1,g >)1, 1 р З1, прЬисходит эффективная комйрессия прямоугольных импульсов. Число линий определяется необходимым суммарным коэффициентом сокращения длительности импульса К Г К, К

-11

Как показывают экспериментальные исследования, коэффициент передачи энергии импульсов составляет 73Х за счет увеличения КПД при уменьшении длительности импульсов .

Формула изобретения

Иагнитный генератор прямоугольных импульсов наносекунДной длительности, содержащий магнитный генератор, выходной отрезок ферритовой линии передачи и резистор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения длительности импульсов, между выходным отрезком ферритовой линии передачи и резистором установлены несколько последовательно соединенных ферритовых линий с волновым сопротивлением для фронта ударной волны в каждой последукщей линии, равным волновому сопротивлению предыдущей в состоянии насыщения феррита, и временем движения волны до выходного конца

5 линии и обратно равным длительности ноступакщего на ее вход импульса.

Источники ив3ормации, принятые во внимание при экспертизе

847489 6

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 508914, кл. Н 03 К 4/00, 1977.

2. Приборы и техника эксперимента"

У 3, 1976.

Составитель В. Казаков

РедактоР Ю. ПетРУшко ТехРед 3. Фанта КоРРектоР М. Ша

Заказ 5521 84 ирах 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r, хгород, ул. Проектная, 4