Способ формирования высоковольтных субнаносекундных импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИН К 5 4 (51) Н АВТО ут(54)(57) СП ВОЛЬТНЫХ СУ с помощью д рядного элеГОСУДАРСТВЕННй НОМИТЕТ ССОР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ПИСАНИЕ И У СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт высоких температурАН СССР(56) 1, Журнал "Приборы и техникаэксперимента", Ф б, 1978, с, 5-18,2. Авторское свидетельство СССРР 652698, кл. Н 03 К 5/00, 1977(прототип),СОВ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКНАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОухэлектродного газоразента, заключающийся в 11 ОИ 56 ионизации газа в газоразрядном элементе, подаче на входной электродисходного наносекундного, импульсаи получении на выходном электродесформированного импульса, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения коэйФициента передачи,ионизацию газа в газоразрядном элементе создают путем подачи предварительного импульса напряжения и осуществляют наложение на газоразряд.ный элемент магнитного поля, векториндукции которого коллинеарен плотности аксиального электрического тока, проходящего между электродами,а исходный импульс подаютпосле окончания предварительного импульса напряжения за время существования остаточной ионизации.Изобретениеотначится к импульсной технике и может найти применениев генераторах высоковольтных импульсой субнаносекундного диапазона,Известен способ Формирования высоковольтных субнаносекундных импульсов, основанный на пробое двухэлектродного промежутка, заполненногоВдиэлектриком или находящегося в вакууме, при подаче на разрядный промежуток высоковольтных импульсов 1 .Известный способ позволяет формировать импульсы напряжения с субнаносекундной длительностью Фронта и,амплитудой от сотен вольт до десятков киловапьт на низкоомной нагрузке (50 Ом).Недостатком известного способаявляется низкая частота следованияимпульсов и недостаточная стабиль- . 20ность параметров импульсов,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому положительному эффекту являетсяспособ Формирования высоковольтных 25субнаносекундных импульсов с помощьюдвухэлектродного газоразрядного ".:лемента, заключающийся в ионизации газа в газоразрядном элементе, подачена выходной электрод исходного наносекундного импульса и получении навыходном электроде сформированногоимпульсаИзвестный, способ позволяет повысить частоту следования сформирбван- З 5ных импульсов, улучшить стабильностьих,параметров и увеличить ресурсустройства.Недостатком известного, способаявляется низкий коэффициент передачи 40и, следовательно, низкая амплитудасформированного импульса по сравнению с амплитудой исходного импульса.Целью изобретения является повы- ф 5щение коэффициента передачи.Поставленная цель достигается тем,что в способе Формирования высоковольтных субнаносекундных импульсовс помощью двухэлектродного газоразрядного элемента, заключающемся вионизация газа в газоразрядном элементе, подаче йа входной электрод исходного наносекундного импульса иполучении на выходном электродесформированного импульса, ионизациюгаза создают путем подачи предварительного импульса напряжения и осуществляют наложение на газоразрядный элемент магнитного поля вектор индукции которого коллинеаренплотности аксимального электрического тока, проходящего между электродами, а исходный импульс подаютпосле окончания предварительногоимпульса напряжения за время существования остаточной ионизации,Такое выполнение способа позволяет увеличить коэффициент передачи засчет увеличения амплитуды формируемыхимпульсов. Увеличение Формируемыхимпульсов происходит из-за того, чтов предлагаемом способе облегчаютсяусловия возникновения и движения через газоразрядный промежуток волныионизации, которая Формирует на выходном электроде выходные субнаносекундные импульсы. При наложениина газоразрядный промежуток продольного магнитного поля затрудняетсядвижение электронов в радиальном направлении, и, следовательно, уменьшаются потери заряженных частиц настенках газоразрядного устройства,а объемный заряд в плазме возрастает.Поэтому облегчаются условия для возникновения у входного электрода .волныионизация и увеличивается еличинатока, переносимая волной ионизациик выходному электроду, в результатечего и растет амплитуда Формируемыхимпульсов при той же амплитуде исходных импульсов, т.е. растет коэффициент передачи,Данный способ бып реализован в устройстве,. Функциональная схема которого изображена на чертеже. Устройство, работающее в соответствии счданным изобретением содержит двух)электродный газоразрядный элемент, состоящий из входного электрода 1, диэлектрической трубки 2, выходного электрода 3, генератора 4 высоковольтных импульсов, устройств 5 и 6, соответственно для откачки и заполнения разрядной трубки газом, соленоида 7 для создания продольного (аксиального) магнитного поля В, силовые линии которого показаны на чертеже.На чертеже также показаны направления движения плотности аксиального электрического тока 1 ц , а также исходный и сформированный импульсы напряжения.Способ осуществляется следующимобразом.Составитель В.КазаковТехред З,Палий Корректор М.Максимишинец Редактор П,Горькова Заказ 1666/1 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 3. 1101Сначала на газоразрядный элемент подают предварительный импульс напряжения, под .действием которого .происходит пробой двухэлектродного газоразрядного элемента и зажигается электрический разряд. В двух- электродном промежутке идет ионизация газа и газоразрядный элемент заполняется плазмой. На газоразрядный элемент накладывают продольное 10 магнитное поле, то есть вектор индукции магнитного поля В коллинеарен плотности аксиального электрического токаи в данном слуаисчае параллелен оси газоразрядного 15 элемента, После окончания предварительного импульса плазма распадается в течение некоторого промежутка времени, длительность которого зависит от рода газа, давления, размеров разрядного устройства, величины магнитного поля. За время существования остаточной ионизацин на входной электрод подайт исходный высоковольтный наносекундный импульс напряжения.35 Под действием этого импульса у входного электрода образуется объемный заряд и формируется фронт волны иони 156 4зации . который со скоростью 10 -Ф10 см/с движется через разрядный промежуток к выходному электроду.В продольном магнитном поле образование и движение ионизирующей вол-:ны облегчаются. Это связано с тем, что движение фронта ионизующей волны сопровождается движением объемного избыточного заряда, а при наложении продольного магнитного поля потери объемного заряда уменьшаются, так как затрудняется движение заряженных частиц в радиальном направлении. Поэтому объемный заряд в плазме возрастает, амплитуды тока и напряжения во Фронте ионизирующей вовиы увеличиваются, вследствие чего увеличивается и амплитуда импульсов, формируемых на выходном электроде, а, следовательно, пропорционально возрастает и коэффициент передачи.Выполнение способа формирования высоковольтных субнаносекундных импульсов согласно описываемому изобретению позволяет в данном случае повысить коэффициент передачи .на 503 по сравнению с известным техническимрешейием.