5 MA 100 ns重频LTD驱动器设计

设计了用于Z箍缩丝阵实验的重频LTD驱动器, 含6路并联模组, 每组由8个0.8 MA原型模块串联组成, 全真空结构。原型模块采用全新的单路触发和电感隔离技术, 触发难度和重频运行可靠性得到显著优化。利用电路模拟程序对驱动器进行了仿真计算, 结果表明：在初始半径1.2 cm、线质量1 mg/cm的Z箍缩负载上, 驱动器的输出电流峰值可到5.2 MA, 前沿91 ns;负载内爆最大动能78 kJ, 从电容储能至负载动能的转化效率为11.7%。该驱动器预期将获得高达20%~30%的辐射能量效率, 可为Z箍缩物理研究提供高效的实验平台。     

粗细电缆低反射系数连接器机械加工的误差控制

粗细射频同轴电缆连接器机械加工的内、外导体的尺寸不可能与理论设计的完全一样,不可避免地存在机械加工误差,这将引起连接器的特性阻抗与理论设计值偏离,造成连接器的反射系数增加。为此,对用于射频同轴粗电缆SYV-50-17与射频同轴细电缆SYV-50-7连接的理论反射系数远小于0.3%的粗细射频同轴电缆连接器进行了相关分析。计算结果表明,连接器的内、外导体加工误差控制在±0.02mm以内,实现机械加工环节对反射系数贡献小于0.5%是可能的。     

5 MA 100 ns重频LTD驱动器设计

设计了用于Z箍缩丝阵实验的重频LTD驱动器, 含6路并联模组, 每组由8个0.8 MA原型模块串联组成, 全真空结构。原型模块采用全新的单路触发和电感隔离技术, 触发难度和重频运行可靠性得到显著优化。利用电路模拟程序对驱动器进行了仿真计算, 结果表明:在初始半径1.2 cm、线质量1 mg/cm的Z箍缩负载上, 驱动器的输出电流峰值可到5.2 MA, 前沿91 ns;负载内爆最大动能78 kJ, 从电容储能至负载动能的转化效率为11.7%。该驱动器预期将获得高达20%~30%的辐射能量效率, 可为Z箍缩物理研究提供高效的实验平台。     

基于LTD技术900 kA的Z箍缩驱动器设计

介绍了一种用于丝阵Z箍缩(Z-pinch)内爆实验研究的脉冲放电模块的设计。模块基于直线型变压器驱动器(LTD)技术,包含34个放电支路,通过4个铁基非晶磁芯耦合。每支路由2个40 nF电容器和1只4间隙串联气体开关组成,回路电感为220 nH。设计了水电阻负载检验模块输出性能,在匹配状态下,负载上的输出电流峰值916 kA,上升时间99.8 ns。设计了磁绝缘传输线将输出脉冲传输至Z-pinch丝阵负载,并利用“零维模型”对LTD模块和负载的耦合放电进行了模拟计算。结果显示,丝阵负载上的放电电流峰值可达960 kA,上升时间为114 ns。     

粗细同轴射频电缆低反射系数连接器的物理设计

在脉冲辐射信号测量中,经常需要对粗细同轴射频电缆进行连接,为了保证传输的脉冲信号畸变尽可能小,需要设计合适的低反射系数连接器。针对同轴射频电缆SYV-50-7连接SYV-50-17的情况,按照精密同轴元件的三项基本设计原则、电磁波传输理论和射频电缆的参数理论,采用内外锥顶尖重合法,设计了渐变过渡型连接器。计算表明通过优化粗细电缆连接器物理设计参数,连接器主体物理设计理论反射系数远小于0.3%是可能的。     

复合绝缘介质电缆转接器的设计与实现

为减少粗细电缆转接处对精密快脉冲信号传输的反射影响,设计了一种锥形过渡多瓣复合绝缘介质结构电缆转接器。通过设计空气和实体介质多瓣复合结构,降低转接器绝缘介质的综合介电常数,避免转接器与电缆外导体的连接台阶,减少甚至消除了转接器与粗细电缆的连接补偿;结合高抗微补偿技术,解决转接器高频情况下实际应用中补偿垫片法的固有不足,实现转接器各径向截面的阻抗精密一致。经转接器设计仿真软件HFSS检测表明:在3GHz频带范围内电压驻波比最大为1.002 3,相应的反射系数约为0.12%。该电缆转接器用于SYV-50-17粗同轴射频电缆和SYV-50-7细同轴射频电缆实际转接时,转接处反射系数均明显小于1%。     

粗细电缆低反射系数连接器阶梯电容的补偿设计

电缆与电缆连接器端面处不可避免地会出现机械段不连续,形成阶梯电容,干扰电磁波的正常传播,使得电缆与连接器的相应连接端面处反射系数增加。依据电磁波传输理论、射频电缆的参数理论和电缆连接器阶梯电容的错位补偿原理,推导出了电缆连接器高抗补偿绝缘垫片厚度的相对普适公式。针对电缆连接器与射频同轴细电缆SYV-50-7和射频同轴粗电缆SYV-50-17连接之间阶梯电容约0.1pF的情况,理论计算补偿绝缘垫片厚度应约为2mm,应用中可通过加工多个补偿厚度尺寸与理论计算值相邻的绝缘垫片,并在实际安装时进行调节,从而最终确定绝缘垫片的最佳补偿厚度。可以预见,合适的实验验证和优化,可使电缆与连接器端面连接处的阶梯电容减少,甚至消除,综合特性阻抗与电缆和连接器均匀一致,反射系数小于0.8%是可能的。     

抗压低衰减光纤气密封转接装置的研制

针对贯穿密闭容器的抗高压光纤气密封转接装置,通过改进转接装置制作工艺,采用裸光纤灌胶密封,设计两端带光纤定位套保护的灌胶筒,灌封胶分次注入等措施,有效地降低了密封转接装置对传输光信号的衰减。检测结果表明:所研制的抗压低衰减光纤气密封转接装置实验样品,在满足密闭容器超压冲击实验密封要求(容器内外压差2MPa,气体漏率小于10-7 Pa·m3/s)的情况下,在密封转接段的光信号衰减小于1dB。     

长线列密排光纤阵列排布装置的设计制作

针对线性长度较长、像素密度较高的长线列密排光纤阵列光模块制作要求,设计了一种长线列密排光纤阵列排布装置,其包括底座、滑块和滑块调节机构等装置部件.这些装置部件相互连接,形成了硅底板悬浮安装结构、滑块连接组装结构和滑块移动控制结构三个功能结构.以三个功能结构为主体构成的长线列密排光纤阵列排布装置,可以实现对数百上千根微细...