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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明公开了一种旋转对称型紧凑低阻Blumlein脉冲形成网络，目的是解决现有脉冲形成网络要么轴向尺寸大要么时序差的缺点。本发明由M组Blumlein脉冲形成单元、底座、输出板、输入金属杆、M根支撑柱、绝缘套筒和圆筒外壳组成。输出板右端面通过支撑柱与M组Blumlein脉冲形成单元左端面连接，M组Blumlein脉冲形成单元右端面固定在底座上实现接地，输入金属杆左端穿过Blumlein脉冲形成单元中间导体板中心实现固定，输入金属杆右端同轴穿过绝缘套筒，绝缘套筒右端穿过底座中心采用螺帽固定，以上部件装配后密封于圆筒外壳内。本发明可显著降低轴向长度，实现前沿上升快、平顶波动小于3％的脉冲输出。

主权项：1.一种旋转对称型紧凑低阻Blumlein脉冲形成网络，其特征在于旋转对称型紧凑低阻Blumlein脉冲形成网络由M组Blumlein脉冲形成单元1、底座2、输出板3、输入金属杆4、M根支撑柱5、绝缘套筒6和圆筒外壳7组成，整体呈风扇形，为圆周对称结构；定义与负载相连的一端为旋转对称型紧凑低阻Blumlein脉冲形成网络的输出端即左端，定义与电源相连的一端为旋转对称型紧凑低阻Blumlein脉冲形成网络输入端即右端；在径向上，定义靠近中心一端为里端，靠近圆筒外壳7的一端为外端；输出板3右表面的外端通过螺杆与M根支撑柱5的左端面连接；M根支撑柱5的右端面通过螺杆与M组Blumlein脉冲形成单元1的上导体板1-1左端面的外端连接实现并联输出；M组Blumlein脉冲形成单元1通过螺杆固定在底座2上并实现接地；输入金属杆4的左端面穿过M组Blumlein脉冲形成单元1中间导体板1-2的中心实现螺栓固定，输入金属杆4的右端同轴穿过绝缘套筒6与电源连接，绝缘套筒6的右端穿过底座2的中心，右端采用塑料螺栓固定在底座2的中心，输出金属杆4与底座2通过绝缘套筒6实现绝缘隔离；M组Blumlein脉冲形成单元1、底座2、输出板3、输入金属杆4、M根支撑柱5、绝缘套筒6装配完成后密封于圆筒外壳7内；M组Blumlein脉冲形成单元1由上导体板1-1、中间导体板1-2、M块下导体板1-3、M×2N个电容器1-4组成；在上导体板1-1与中间导体板1-2之间均匀排列M×N个电容器1-4，称为上层电容，N为单组Blumlein脉冲形成单元1的节数；在中间导体板1-2与M块下导体板1-3之间也均匀排列M×N个电容器1-4，称为下层电容；上导体板1-1和中间导体板1-2之间的电容器通过顶部的螺杆与上导体板1-1实现机械连接，通过底部的螺杆与中间导体板1-2实现机械连接；中间导体板1-2和下导体板1-3之间的电容器通过顶部的螺杆与中间导体板1-2实现机械连接，通过底部的螺杆与下导体板1-3实现机械连接；电容器1-4呈圆柱状，电容器1-4的直径为D1，厚度为h1；电容器1-4的电容值为C，耐压值为U；Blumlein脉冲形成网络由电容电感梯形网络构成，其中上导体板1-1、中间导体板1-2和下导体板1-3为Blumlein脉冲形成网络中的电感单元，电容器1-4为Blumlein脉冲形成网络中的电容单元；上导体板1-1呈风扇状；上导体板1-1由第一面板圆盘1-1-1、M个第一面板臂1-1-2组成，材料均为铜；第一面板圆盘1-1-1的外端面均匀焊接M个第一面板臂1-1-2，相邻两个第一面板臂1-1-2间隔角度为θ1；上导体板1-1的第一面板圆盘1-1-1呈圆盘形，半径为r1，厚度为d1；上导体板1-1的第一面板臂1-1-2呈“C”形，宽度为w1；定义与第一面板圆盘1-1-1相连的一端为第一面板臂1-1-2的始端，另一端则为终端；第一面板臂1-1-2的始端至终端等距开有N个第一通孔1-1-3，从始端至终端依次从1-1-3-1编号至1-1-3-N，其中第n个第一通孔1-1-3编号为1-1-3-n；第一通孔1-1-3的直径为D2，第一通孔1-1-3的位置排布为电容器1-4的排布方式，相邻第一通孔1-1-3之间的间距为L1，上导体板1-1的第一面板臂1-1-2等效为N-1个电感串联，2个相邻第一通孔1-1-3之间的部分等效为一个电感；编号1-1-3-1到编号1-1-3-N的第一通孔1-1-3距离第一面板圆盘1-1-1中心O1的距离依次为R1，R2，···，Rn，···，RN-1，RN；相邻第一面板臂1-1-2之间的最小间距为d；第一面板臂1-1-2呈光滑弧形，编号为1-1-3-N的第一通孔1-1-3与终端的距离为L2；编号1-1-3-1到编号1-1-3-N的相邻的第一通孔1-1-3之间的夹角依次为θ2，…，θn，···，θN，满足上导体板1-1第一面板臂1-1-2通过上层电容器顶部的螺杆从右端穿过第一通孔1-1-3与上层电容器连接；上导体板1-1第一面板臂1-1-2的外端通过支撑柱5的金属螺杆从左端穿过编号为1-1-3-N的第一通孔1-1-3与输出板3连接；中间导体板1-2呈风扇状，中间导体板1-2由第二面板圆盘1-2-1、M个第二面板臂1-2-2组成，材料均为铜；第二面板圆盘1-2-1的外端面均匀焊接M个第二面板臂1-2-2，相邻两个第二面板臂1-2-2间隔角度与上导体板1-1相邻两个第一面板臂1-1-2的间隔角度相同，等于θ1；中间导体板1-2的第二面板圆盘1-2-1呈圆盘形，半径r2＝r1，厚度为d2；第二面板圆盘1-2-1的圆心O2处开有一个第三通孔1-2-3，第三通孔1-2-3的直径为D5；中间导体板1-2的第二面板臂1-2-2呈“C”形，宽度为w2；定义与第二面板圆盘1-2-1相连的一端为第二面板臂1-2-2的始端，另一端则为第二面板臂1-2-2的终端，第二面板臂1-2-2的始端至终端等距开有N个第四通孔1-2-4，第四通孔1-2-4的直径为D3，N个第四通孔1-2-4的位置与上导体板1-1的第一面板臂1-1-2的N个第一通孔1-1-3的位置对应，终端处的第四通孔1-2-4与终端的距离为L3；中间导体板1-2的第二面板圆盘1-2-1通过中心第三通孔1-2-3与输入金属杆4连接；中间导体板1-2的第二面板臂1-2-2通过上层电容器底部的螺杆从左端穿过第四通孔1-2-4与上层电容器连接，通过下层电容器顶部的螺杆从右端穿过第四通孔1-2-4与下层电容器连接；中间导体板1-2夹在上层电容器和下层电容器之间；M块下导体板1-3关于中心O3呈旋转对称关系，相邻两个下导体板1-3间隔角度等于θ1，O3与O2同轴；下导体板1-3呈“C”形，宽度为w3，厚度为d3；定义距离中心O3近的一端为下导体板1-3的始端，另一端则为下导体板1-3的终端；下导体板1-3的始端至终端同样等距开有N个第五通孔1-3-1，N个第五通孔1-3-1的直径为D4，N个第五通孔1-3-1的位置与上导体板1-1的第一面板臂1-1-2的N个第一通孔1-1-3的位置对应；下导体板1-3的始端和终端分别开有2个第六通孔1-3-2，第六通孔1-3-2的直径为D6，始端和终端的2个第六通孔1-3-2分别关于始端和终端的第五通孔1-3-1的中心呈对称关系，2个第六通孔1-3-2中心间距为L5；下导体板1-3的始端距离中心O3的距离为r3；下导体板1-3通过下层电容器底部的螺杆从左端穿过第五通孔1-3-1与下层电容器连接；下导体板1-3的始端和终端通过螺栓从右端穿过第六通孔1-3-2与底座2上的固定金属板2-2连接，实现脉冲形成网络接地；底座2呈圆盘形，由一个圆形面板2-1和2M个固定金属板2-2组成，底座2通过螺丝沿轴向固定在圆筒外壳7内实现接地；圆形面板2-1左端面的里端均匀焊接有N个固定金属板2-2，里端的相邻两个固定金属板2-2间隔角度均等于θ1，圆形面板2-1左端面的外端分别均匀焊接有N个固定金属板2-2，外端的相邻两个固定金属板2-2间隔角度均等于θ1，里端固定金属板2-2的中心与圆形面板2-1圆心O4的距离r6＝R1，外端固定金属板2-2的中心与圆形面板2-1圆心O4的距离r7＝RN；圆形面板2-1呈圆盘形，半径为r5，厚度为d4，材料为不锈钢；圆形面板2-1的中心开有一半径为r4的第七通孔2-3；固定金属板2-2为矩形体，长度为L6，宽度为w4，固定金属板2-2的高度为h2，材料为铜；每个固定金属板2-2中心两侧对称加工有两个直径为D7的第八通孔2-2-1，两个第八通孔2-2-1间距为L7，固定金属板2-2通过螺杆穿过第八通孔2-2-1与下导体板1-3连接，将M组Blumlein脉冲形成单元1固定在底座2上；输出板3呈条形风扇状，由第三面板圆盘3-1和M个第三面板臂3-2组成，材料均为铜；第三面板圆盘3-1的外端面均匀焊接M个第三面板臂3-2，相邻两个第三面板臂3-2之间的间隔角度等于θ1；第三面板圆盘3-1为圆盘形，半径为r8，厚度为d5；第三面板臂3-2为条形状，宽度为w5，厚度等于d5；每个第三面板臂3-2的外端钻有一个直径为D8的第九通孔3-3，第九通孔3-3距离中心O5的距离为r10，第三面板臂3-2的外端距离第三面板圆盘3-1的中心O5的距离为r9；输出板3的第三面板圆盘3-1左端面的中心与负载连接，第三面板臂3-2上的M个第九通孔3-3通过金属螺杆与支撑柱5的左端面连接，支撑柱5的右端面通过金属螺杆与M组Blumlein脉冲形成单元1的输出端即上导体板1-1第一面板臂1-1-2的终端连接，通过输出板3实现M组Blumlein脉冲形成单元1的并联输出；输入金属杆4为共轴圆柱体，由细圆柱4-1和粗圆柱4-2同轴连接组成，材料均为铜；细圆柱4-1的右端面焊接在粗圆柱4-2的左端面；细圆柱4-1的直径为D9，长度为L8；粗圆柱4-2的直径为D10，长度为L9；输入金属杆4通过细圆柱4-1穿过中间导体板1-2中心的第三通孔1-2-3与M组Blumlein脉冲形成单元1的输入端即中间导体板1-2第二面板圆盘1-2-1的中心连接，粗圆柱4-2的右端面与电源连接，对M组Blumlein脉冲形成单元1进行充电；支撑柱5的材料为铜，支撑柱5呈圆筒状，支撑柱5内直径为D11，外直径为D12，长度为L10；支撑柱5一方面是输出板3和M组Blumlein脉冲形成单元1之间的支撑并实现M组Blumlein脉冲形成单元1的并联输出，另一方面使输出板3和M组Blumlein脉冲形成单元1之间存在一定间距以避免出现爬电现象；支撑柱5的左端面通过金属螺杆穿过输出板3的第九通孔3-3与输出板3的右端面连接，支撑柱5的右端面通过金属螺杆穿过上导体板1-1的编号为1-1-3-N的第一通孔1-1-3与上导体板1-1的左端面连接，从而将输出板3与M组Blumlein脉冲形成单元1的上导体板1-1连接起来；绝缘套筒6由圆筒6-1和加厚圆环6-2组成，为带凸形封头的圆筒，绝缘套筒6的材料为绝缘材料，圆筒6-1的外直径为D14，内直径为D13，长度为L11；圆筒6-1轴向中间外套有加厚圆环6-2，加厚圆环6-2内径等于D14、外径为D15、长度为L12，加厚圆环6-2起着凸形封头的作用；绝缘套筒输入金属杆的位置固定，并实现输入金属杆4与底座2之间绝缘隔离；加厚圆环6-2的右端面紧贴底座2的左端面，圆筒6-1的右端穿过底座2中心的第七通孔2-3，并用塑料螺帽将绝缘套筒6固定在底座2上，输入金属杆4的粗圆柱4-2穿过绝缘套筒6的圆筒6-1内部与电源连接，实现充电与接地的绝缘隔离和输入金属杆4的位置固定；圆筒外壳7是圆筒状，采用不锈钢制备，长度为L13；圆筒外壳7的外半径为r12，内半径为r11；不锈钢圆筒外壳7的外半径r12和长度L13由旋转对称型紧凑低阻Blumlein脉冲形成网络的使用环境的体积确定。

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