絕緣特性優(yōu)良的質(zhì)密95高壓陶瓷。
[0037]為了實(shí)現(xiàn)NLLT的高功率容量，采用了變壓器油實(shí)現(xiàn)高壓絕緣。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要將變壓器油進(jìn)行多次過濾，確保變壓器油清潔無雜質(zhì)，經(jīng)打壓實(shí)驗(yàn)，高壓擊穿電壓應(yīng)不小于40kVo裝配時(shí)先將NLTL各加工部件用酒精清洗干凈，除去表面油污，并放入烘箱進(jìn)行烘烤。烘烤完成后再將各部件安裝在NLTL矩形同軸結(jié)構(gòu)中，注入過濾后的清潔變壓器油。為防止高壓擊穿，導(dǎo)體柱與兩金屬塊內(nèi)芯之的連接必需緊固；為除去同軸結(jié)構(gòu)變壓器油中的少量氣泡，需要對裝置進(jìn)行輕微振動，同時(shí)可以對同軸結(jié)構(gòu)充1-2個(gè)大氣壓力的SF6氣體，通過SF6氣體對變壓器油內(nèi)的空氣加壓，減小氣泡的直徑或者排除氣泡。
[0038]2)矩形同軸結(jié)構(gòu)
[0039]交叉耦合磁飽和非線性傳輸線由矩形同軸結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如圖2、圖3所示，一面通過蓋板實(shí)現(xiàn)油密封。其中同軸結(jié)構(gòu)外筒是矩形箱體，三面焊接；同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)芯由矩形腔中上下兩層金屬塊內(nèi)芯和圓柱導(dǎo)體桿構(gòu)成；同軸結(jié)構(gòu)中的填充介質(zhì)由變壓器油和陶瓷塊構(gòu)成。
[0040]采用矩形同軸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)NLTL的原因是:一是能夠傳輸單色TEM波；二是能夠?qū)崿F(xiàn)較高的功率容量；三是金屬塊和圓柱導(dǎo)體桿最大尺寸相對于P和L波段微波的波長是小量(不到十分之一)，因此同結(jié)內(nèi)芯結(jié)構(gòu)的尺寸不對微波傳輸造成大的影響；四是便于與脈沖功率源和負(fù)載連接。
[0041]3) NLTL電路中電容C的物理結(jié)構(gòu)
[0042]交叉耦合磁飽和非線性傳輸線原理框圖1中的節(jié)點(diǎn)電容C的物理實(shí)現(xiàn)由同軸結(jié)構(gòu)中矩形金屬塊內(nèi)芯、陶瓷介質(zhì)塊、變壓器油和同軸結(jié)構(gòu)外筒完成。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中由于陶瓷介電常數(shù)高(介電常數(shù)為9)，因此電容主要由金屬塊內(nèi)芯、陶瓷介質(zhì)及外筒兩個(gè)側(cè)壁構(gòu)成。介質(zhì)塊與外筒上蓋之間的開孔是為了便于金屬塊內(nèi)芯與陶瓷介質(zhì)塊之間變壓器油中氣泡的排出。
[0043]4) NLTL電路中交叉耦合電容C’的物理結(jié)構(gòu)
[0044]交叉耦合磁飽和非線性傳輸線原理框圖1中的節(jié)點(diǎn)間交叉耦合C’的物理實(shí)現(xiàn)由同軸結(jié)構(gòu)中同層的兩相臨矩形金屬塊內(nèi)芯、陶瓷介質(zhì)塊完成。具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0045]5) NLTL電路中磁芯電感L的物理結(jié)構(gòu)
[0046]交叉耦合磁飽和非線性傳輸線原理框圖1中的節(jié)點(diǎn)電感如圖6所示，由以下述幾部分組成:環(huán)形鐵氧體磁芯；圓柱導(dǎo)體桿；絕緣有機(jī)玻璃管。絕緣有機(jī)玻璃管提供圓柱導(dǎo)體桿與環(huán)形鐵氧體磁芯之間的高壓絕緣。圓柱導(dǎo)體桿作為同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)芯的一部分，當(dāng)同軸結(jié)構(gòu)傳輸?shù)拿}沖電流通過時(shí)，引起環(huán)形鐵氧體磁芯的磁通量變化，實(shí)現(xiàn)鐵氧體磁芯迅速由非飽和狀態(tài)磁化為飽和狀態(tài)的躍變，飽和電感為L。
[0047]由上述技術(shù)方案設(shè)計(jì)了一套可產(chǎn)生中心頻率約300MHz的高功率非線性傳輸線，結(jié)構(gòu)如圖7所示。
[0048]其中:8是交叉耦合磁飽和NLTL，其作用為產(chǎn)生射頻脈沖。
[0049]9是高功率電阻匹配負(fù)載，用來吸收NLTL產(chǎn)生的高功率射頻脈沖。
[0050]10是為電容分壓器，分別位于NLTL饋入端和輸出端，分別用于測量饋入到NLTL的高壓脈沖和NLTL產(chǎn)生的射頻脈沖信號。
[0051]11是高壓開關(guān)，與脈沖形成電路共同組成脈沖形成線，用于產(chǎn)生寬脈沖信號。
[0052]通過示波器兩通道可同時(shí)測得NLTL饋入脈沖和產(chǎn)生的射頻脈沖信號。饋入到NLTL的脈沖信號如圖8所示。饋入脈沖幅度約35kV，脈沖半寬約60ns。NLTL產(chǎn)生的射頻脈沖信號如圖9所示。射頻振蕩脈沖峰峰值約31kV。NLTL產(chǎn)生的射頻脈沖頻譜如圖10所示，中心頻率308MHz，3dB帶寬約13%。
[0053]通過本實(shí)用新型，就可以實(shí)現(xiàn)交叉耦合磁飽和傳輸線的高功率射頻脈沖產(chǎn)生。
[0054]本實(shí)用新型并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本實(shí)用新型擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組入口 ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種交叉耦合磁飽和非線性傳輸線結(jié)構(gòu)，其特征在于包括同軸矩形外筒、外筒蓋和同軸內(nèi)芯， 所述矩形外筒與外筒蓋通過螺釘固定連接為一體且矩形外筒內(nèi)為密封空間，所述同軸內(nèi)芯設(shè)置在矩形外筒內(nèi)，且在矩形外筒內(nèi)填充有變壓器油，變壓器油的高壓擊穿電壓不小于 40kV， 所述同軸內(nèi)芯包括若干個(gè)金屬塊內(nèi)芯、陶瓷介質(zhì)塊和導(dǎo)體桿，金屬塊對稱均勻分布在同軸線的上側(cè)和下側(cè)，同軸線上側(cè)與下側(cè)的金屬塊在同軸垂直線上錯(cuò)位設(shè)置， 從同軸內(nèi)芯的輸入到輸出，導(dǎo)體桿依次連接在同軸線上側(cè)與下側(cè)的金屬塊之間，同軸線上側(cè)或下側(cè)的金屬塊與金屬塊之間設(shè)置有陶瓷介質(zhì)塊， 所述導(dǎo)體桿外表套有絕緣有機(jī)玻璃管，玻璃管的外表面套有鐵氧體磁芯， 所述金屬塊內(nèi)芯與同軸矩形外筒的內(nèi)壁不接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合磁飽和非線性傳輸線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述外筒蓋上設(shè)置有氣孔，氣孔貫穿外筒蓋，氣孔上設(shè)置有孔塞。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種交叉耦合磁飽和非線性傳輸線結(jié)構(gòu)，其特征在于通過氣孔向密封好的同軸矩形外筒內(nèi)注入I至2個(gè)大氣壓力的SF6氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合磁飽和非線性傳輸線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)體桿、玻璃管、鐵氧體磁芯均為圓柱形，且三者連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合磁飽和非線性傳輸線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述陶瓷介質(zhì)塊對立的兩側(cè)面上設(shè)置有凹槽，金屬塊內(nèi)芯的一端插入一個(gè)陶瓷介質(zhì)的一個(gè)凹槽內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉耦合磁飽和非線性傳輸線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬塊內(nèi)芯和圓柱導(dǎo)體桿的最大尺寸小于P波段和L波段波長的十分之一。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種交叉耦合磁飽和非線性傳輸線結(jié)構(gòu)，包括同軸矩形外筒、外筒蓋和同軸內(nèi)芯，矩形外筒與外筒蓋通過螺釘固定連接為一體且矩形外筒內(nèi)為密封空間，所述同軸內(nèi)芯設(shè)置在矩形外筒內(nèi)，且在矩形外筒內(nèi)填充有變壓器油，同軸內(nèi)芯包括若干個(gè)金屬塊內(nèi)芯、陶瓷介質(zhì)塊和導(dǎo)體桿，金屬塊對稱均勻分布在同軸線的上側(cè)和下側(cè)，從同軸內(nèi)芯的輸入到輸出，導(dǎo)體桿依次連接在同軸線上側(cè)與下側(cè)的金屬塊之間，同軸線上側(cè)或下側(cè)的金屬塊與金屬塊之間設(shè)置有陶瓷介質(zhì)塊，玻璃管的外表面套有鐵氧體磁芯；利用本實(shí)用新型可以構(gòu)建出具有高功率容量的交叉耦合磁飽和非線性傳輸線具體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高功率射頻脈沖的產(chǎn)生,解決利用非線性傳輸線產(chǎn)生高功率微波的技術(shù)難題。
【IPC分類】H01P5/00
【公開號】CN204905404
【申請?zhí)枴緾N201520673724
【發(fā)明人】廖勇, 徐剛, 謝平, 石曉燕, 陸巍, 丁恩燕
【申請人】中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月2日