紧凑宽带高功率微波源研制过程中, 为了提高工作电压, 开关振荡器采用变压器油作为绝缘介质。研制了一种具有较小几何尺寸和前向辐射方向图的组合振子天线作为辐射天线。在设计阶段, 采用电磁仿真软件对开关振荡器和辐射天线的性能进行了仿真和预测。然后, 对该宽带高功率微波源进行了实验研究, 并对辐射场进行了测量。结果表明：开关振荡器的工作电压超过300 kV, 辐射场rE值（距离和辐射电场峰值的乘积）达到125 kV; 辐射场中心振荡频率为375 MHz, 3 dB带宽为24%。

为满足某强电磁脉冲辐射系统对轻小型脱离地面脉冲电源的应用需求，研究了一种微型动态级联爆磁压缩发生器。首先介绍了该发生器的结构参数，然后利用基于等效电路的数值计算模型对该发生器电路参数和输入输出电流进行了模拟计算，最后以蓄电池供电的初始能源为发生器提供初始种子电流，对发生器输出特性进行了爆轰实验。实验结果表明，发生器在1.44 μH电感负载上产生脉冲电流峰值达到49 kA，电流上升时间5.2 μs，能量放大约7.8倍。

以单锥天线和螺旋天线作为开关振荡器辐射天线为例，采用等效电路模型和商业电磁仿真软件，分别对天线末端电压振荡信号和辐射电场脉冲进行了研究。研究结果表明: 采用行波天线或者电长度与振荡器一致的振子天线作为辐射天线，都能够产生中心频率与振荡器本征频率一致的电磁脉冲信号; 但采用振子天线时，振荡信号持续时间较短(Q值较低)，频谱上能量较分散，带宽较宽，而采用行波天线则脉冲持续时间较长(Q值较高)，频谱上能量较集中，带宽较窄。

通过对以电容器替代爆磁压缩发生器的系统等效电路进行理论分析, 对影响这种调制电路性能的关键问题及其解决方法进行了讨论。根据理论分析结果对调制电路进行了设计。在初步实验中, 当用于去除电爆炸丝上附加电压的撬断开关保持断开时, 变压器原边电流切断不彻底, 电容负载上充电电压峰值为-264 kV; 保持其他电路参数不变, 而使撬断开关在电爆炸断路开关断开过程中闭合时, 变压器原边电流切断彻底, 在相同负载上充电电压峰值为-374 kV。实验结果验证了理论分析结果, 并证明了采用这种调制电路能够实现爆磁压缩发生器与高阻抗负载匹配。

根据等效电路模型，建立了单级螺线管型爆磁压缩发生器运行期间的电路方程，得到了回路电流表达式。采用0维电路模型计算电路参数，得到了电感和电阻计算公式。根据等效电路方程和电路参数计算公式，编写了一套计算编码，计算发生器充电过程和运行过程中发生器电路参数、内部电压、输出电流和能量、导线电导率和温度等参数的变化。与实验数据对比表明，该计算模型能准确预测单级螺线管型爆磁压缩发生器性能，对发生器的设计具有实际意义。

通过等效电路方法计算了MA量级小型螺线管爆磁压缩发生器(HEMCG)各参数, 得到发生器的损耗主要来自非欧姆损耗。设计的HEMCG整体外径约140 mm, 长度小于550 mm, 初始电感128.7 μH。实验表明, 在初始电流3.6 kA条件下, 在100 nH负载上输出前沿75.2 μs、峰值1.87 MA的电流脉冲, 电流放大约519.4倍, 能量放大约209.5倍, 炸药化学能到电磁能的转换效率为6%。两发HEMCG分别经原边电感约440 nH、副边电感约4 μH、耦合系数约0.85的电缆变压器调制, 在4 μH负载上得到了上升时间约80 μs、峰值72 kA的脉冲电流, 变压器能量传输效率约为26.8%。关键词: 爆磁压缩发生器; 强流脉冲电源; 脉冲功率技术; 电缆变压器; 调制xingmaer@163.comＭiniature MA-level helical explosively-driven magnetic flux compression generatorLi Xiaolin1, Chen Dongqun2, Li Da2, Cao Shengguang2, Wang Yuwei2, Li Shu2 (1. The Fifth Air Force Flight Academy, Wuwei 733003, China; 2. College of Opto-Ｅlectronic Science and Engineering, National Universityof Defense Technology, Changsha 410073, China)Abstract: The parameters of miniature MA-level helical explosively-driven magnetic flux compression generator(HEMCG) are caculated by method of equivalent circuit, and the result indicates that the main loss of HEMCG is non-ohmic loss．The entire outer diameter of HEMCG with initial inductance of 128.7 μH is about 140 mm, and the length is less than 550 mm．When the initial current injected is 3.6 kA in the experiment, a pulse current with 75.2 μs risetime and 1.87 MA peak value is obtained on the 100 nH load while the seed current is amplified by 519.4 times, which means that the energy amplification coefficient is 209.6, and the conversion efficiency from chemical energy of explosive to electromagnetic energy is 6%．The HEMCG is modulated by cable transformer with about 440 nH primary inductance, 4 μH second inductance and 0.85 coupling coefficient, a pulse current with 80 μs risetime and 72 kA peak value is gained on the 4 μH load, the energy transmission efficiency of the cable transformer is 26.8%．Key words: explosively-driven magnetic flux compression generator; high-current pulse power source; pulse power technology; cable transformer; modulation

利用基于SOS的固态脉冲功率源进行了Ka波段相对论返波管振荡器(RBWO)的实验研究。该固态脉冲功率源工作电压200～360 kV,工作电流约2.6 kA,脉宽约20 ns,脉冲上升前沿约9 ns。SOS固态脉冲功率源驱动Ka波段BWO的实验结果为:微波频率36～38 GHz,脉宽约10 ns,峰值功率约50 MW,重复频率10 Hz。

爆磁压缩发生器常用来驱动脉冲调制器,在二极管上产生高功率短脉冲.进行了两个100 kA动态级联型爆磁压缩发生器延时驱动一台由脉冲变压器和脉冲形成线构成的脉冲调制器的实验.两个爆磁压缩发生器由延时起爆器延时20 ms起爆并用熔断丝进行相互电隔离,在负载二极管上产生了间隔约20 ms、功率大于20 GW的两个脉冲.实验表明:用更多的爆磁压缩发生器驱动单台脉冲功率调制器产生多脉冲的方案是可行的,该方法可用于大功率重频加速器中脉冲功率器件的电恢复性能测试.

动态级联型爆磁压缩发生器由多级构成,后一级俘获前一级的磁通进而将能量放大.用镜像电流法计算装置等效电感和电阻,用磁通俘获模型计算两级间磁通耦合,并假设损耗电阻正比于直流电阻.用该等效电路方法计算了一种两级动态级联型爆磁压缩发生器的静态和动态电路参数,并对其输出电流波形进行了模拟,同实际测量和实验结果进行了比较,同时对该装置通过脉冲变压器对脉冲形成线的充电过程进行了简单的模拟计算.结果表明,该计算方法对级联型爆磁压缩发生器的优化设计和应用研究具有较好的指导作用.另外两级磁通俘获模型对于间接馈电(线圈或永磁体)装置模拟计算也有一定的参考价值.

一种由蓄电池作为初始能源的紧凑型螺线管爆磁压缩发生器由两级构成,其中第一级作为能量放大器,第二级通过磁通耦合对第一级输出的脉冲进行陡化以驱动较大的电感负载.初始能源由蓄电池、高压逆变器及储能电容器(220 μF, 6 kV)构成.在爆磁压缩发生器运行以前,用5 min给储能电容器充上6 kV的电压.实验证明4 Ah的铅酸蓄电池可以通过高压逆变系统给220 μF的电容器充电超过五次以上,此时电池的电压仍然高于11 V.由此可见,以蓄电池加高压逆变器和储能电容器作为其初始能源,能够满足体积小、稳定提供较大的初始能量的能力.同时利用级联型爆磁压缩发生器,能够在较小的体积和重量的情况下驱动较大的电感负载(4 μH),实现输出电流120 kA,电流的上升时间为15 μs的预期目标.