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第41卷第6期:1818.1829 高电压技术
2015年6月30日 June
HighVoltageEngineering 30,2015
DOI:10.133368.1003-6520.hve.2015.06.007
PW级脉冲驱动器的整体径向传输线的研究
毛重阳,王新新,邹晓兵,朱鑫磊
(清华大学电机工程和应用电子技术系,北京100084)
摘要:PW级脉冲功率驱动器中通常需要使用整体径向传输线(MRTL),以便将能量汇聚到负载上。为了了解
MRTL的脉冲功率传输特性,基于多段均匀传输线级联模型,推导出了非均匀传输线输出电压的解析表达式。并
从数学上证明了非均匀传输线的一些重要传输特性(首达波特性、脉冲压缩特性、高通特性)。利用CST微波计算
软件包,对MRTL进行了3维电磁场模拟。结果表明:和电路模拟结果类似,指数线的最大功率传输效率高于
Gaussian线和双曲线。但是,所有电磁场模拟得到的最大功率传输效率均比电路模拟大约低15%,这表明存在可
观的非TEM模电磁场分量,因而基于TEM假设得到的电路模拟结果存在相当的误差。考虑到采用平板电极以便
将几个MRTL叠在一起的要求,重点比较了双曲线和开孔指数线。虽然双曲线传输效率略低于指数线,但双曲线
不需要开孔而易于加工,显然是最佳的选择。
关键词:非均匀传输线;径向传输线;整体径向传输线;指数型传输线;高斯型传输线;双曲线型传输线
onMonolithicRadialTransmissionLineUsedinPetawatt-class
Investigation
PlllsedPowerDrivers
MAO Xinxin,ZOU Xinlei
Chongyang,WANGXiaobing,ZHU
ofElectrical 1
(DepartmentEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing00084,China)
Abstract:Monolithicradialtransmission usedtocombinethe fromseveral.hundredtera-
lines(MRTLs)are outputs
watt-level to onamodelofcascaded section
pulsegenerators lines,a
producepetawatt-levelpulses.Based multiple
mathematicalofthe fromanonuniformlinewasdeduced.Thetransmissioncharacteristicsofa
output
expression voltage
nonuniformasthefirst and clarifiedthetheoretical
line,such arrivingwave,high-passpulse-compression,wereby analy-
sisofthemathematical 3-D simulationofMRTLsforfuture was
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