全同轴型Marx发生器的研制与场路协同仿真

作者：王翔宇; 樊亚军; 乔汉青; 卢彦雷; 朱郁丰; 夏文锋; 张兴家

来源：强激光与粒子束, 2019, 31(11): 82-86.

• Marx发生器
• 小型化
• 同轴结构
• 波过程
• 场路协同仿真

针对Marx发生器小型化的应用需求和快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程的实际情况,开展了全同轴结构Marx发生器的研制和场路协同仿真。Marx发生器采用基于环形电容器、环形开关、锥形隔离电感、轴心单边充电的全同轴结构方案,避免结构偏心带来的局部场增强效应。在CST软件中建立了Marx发生器实际结构模型,利用时变材料和场路协同仿真功能实现了充放电过程的动态仿真,仿真结果显示出快前沿脉冲下Marx发生器内部存在波过程。据此可以对绝缘设计进行优化,并分析结构参数对输出脉冲的影响。研制的5级Marx发生器体积小于0.015m3,可在10μs内充电至88kV,对40Ω传输线输出峰值电压210kV的高压脉冲,峰值功率约1.1GW,脉冲前沿5.3ns,半高宽11.2ns。