一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于脉冲形成线技术领域，特别涉及一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线。
【背景技术】
[0002]随着脉冲功率技术的发展，脉冲功率系统小型化、轻型化成为新的发展方向。脉冲形成线是脉冲功率系统的重要组成部分，起到对脉冲能量在时间尺度上进一步压缩的作用。传统脉冲形成线主要采用变压器油或者去离子水等液体储能介质，体积庞大，很难满足脉冲功率系统小型化的要求。近些年，采用高介电常数的陶瓷介质作为平板脉冲形成线的储能介质可有效减小脉冲形成线的长度，成为固态脉冲形成线的重点发展方向，目前平板脉冲形成线电极结构多采用直线传输结构。以输出10ns脉宽的脉冲波形为例，水介质形成线长度为1.7m，采用介电常数er = 600的陶瓷介质，形成线长度缩减到0.61m。尽管采用高介电常数陶瓷介质可以有效减小形成线体积，但也存在一定技术问题。主要体现在高绝缘强度、高可靠性的大尺寸陶瓷板材的制备难度很大，对于上述尺寸的陶瓷板材(?0.6m)耐压水平通常较低，可靠性差，这也是限制陶瓷介质在固态脉冲形成线中应用的关键制约因素。而随着陶瓷板材尺寸的减小，其可靠性逐渐提高。因此，如何通过将电极结构设计在小尺寸的高可靠性陶瓷介质上实现类似上述脉宽的脉冲输出，是固态脉冲形成线迫切需要解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术不足，本实用新型提供了一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线。
[0004]—种基于曲线结构的平板脉冲形成线，其包括中部的陶瓷介质板I，陶瓷介质板I的一侧布置曲线结构电极2，另一侧布置满结构电极2，或上下两侧均布置曲线结构电极2，上下电极2的两端设有电极端子3，所述平板脉冲形成线外封装绝缘包封层4。
[0005]所述陶瓷介质板I采用介电常数>100的高介电常数烧结陶瓷或玻璃陶瓷。
[0006]所述曲线结构为周期结构，周期结构单元为U型或V型。
[0007]所述电极2外缘光滑。
[0008]优选地，所述电极2为银电极。
[0009]所述电极端子3采用铜或铝。
[0010]所述绝缘包封层4采用环氧树脂或硅橡胶形成的固态包封层。
[0011]本实用新型的有益效果为:本实用新型采用具有高介电常数的烧结陶瓷板或玻璃陶瓷板作为脉冲形成线储能介质，通过在陶瓷介质板上烧制曲线结构银电极，最后采用环氧树脂或硅橡胶封装，实现了固态化，该平板脉冲形成线具有体积小、全固态、可靠性高的特点，在小尺寸陶瓷介质板上有效增加了电极长度，实现了宽脉冲的输出。该实用新型可用于高功率微波、高功率激光、X光机的驱动源。
【附图说明】
[0012]图1为实施例中一种基于曲线结构的平板脉冲形成线；
[0013]图2为图1中脉冲形成线的脉冲输出波形图；横坐标为时间，纵坐标为电压。
[0014]标号说明:1_陶瓷介质板，2-电极，3-电极端子，4-绝缘包封层。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
[0016]如图1所示一种基于曲线结构的平板脉冲形成线，包括玻璃陶瓷介质板1、曲线结构银电极2、铜电极端子3以及绝缘包封层4。
[0017]玻璃陶瓷介质板I采用铌酸盐体系玻璃陶瓷，其中陶瓷相为NaNbO3和(Pb，Ba，Sr)Nb2O6,玻璃相为S12，将原料混合均匀，在1350?1400°C熔融2?4h，快速倒入预热的金属模具里，形成玻璃陶瓷介质，随后在900?1000°C进行结晶热处理，析出陶瓷相，制备出玻璃陶瓷介质板I的初成品，对初成品片进行打磨、抛光，得到尺寸为11Omm X 90mm X 5mm的玻璃陶瓷介质板I。
[0018]在玻璃陶瓷介质板I上下表面采用丝网印刷工艺印刷银电极2，上下银电极2均采用曲线结构，随后在600°C烧结40min，形成结合力强的曲线结构银电极2，银电极3外缘保持光滑。
[0019]在上下银电极2的两端，采用Pb-Sn焊锡膏将铜电极端子3焊接到银电极2上，焊接工艺为240°C保温lOmin，形成铜电极端子3。
[0020]对整个陶瓷介质板I采用环氧树脂进行固态封装，形成绝缘包封层4，实现高的绝缘强度。
[0021]对该结构的平板脉冲形成线进行了直流耐压考核，40kV加载电压下保压Imin不击穿。对其脉冲输出特性进行了考核，输出波形如图2所示，输出脉宽?48ns，上升沿?6ns，下降沿?34ns，输出脉冲具有较好的平顶特性。
[0022]本实用新型的基于曲线结构的平板脉冲形成线通过在高介电常数的小尺寸陶瓷介质板上制备曲线结构电极，有效增加了传输长度，实现了宽脉冲输出，增加了脉冲形成线的可靠性。
【主权项】
1.一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其特征在于，其包括中部的陶瓷介质板(I)，陶瓷介质板(I)的一侧布置曲线结构电极(2)，另一侧布置满结构电极(2)，或上下两侧均布置曲线结构电极(2)，上下电极(2)的两端设有电极端子(3)，所述平板脉冲形成线外封装绝缘包封层(4)。2.根据权利要求1所述一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其特征在于，所述陶瓷介质板(I)采用介电常数>100的高介电常数烧结陶瓷或玻璃陶瓷。3.根据权利要求1所述一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其特征在于，所述曲线结构为周期结构，周期结构单元为U型或V型。4.根据权利要求1所述一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其特征在于，所述电极(2)的外缘光滑。5.根据权利要求1所述一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其特征在于，所述电极(2)为银电极。6.根据权利要求1所述一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其特征在于，所述电极端子(3)采用铜或铝。7.根据权利要求1所述一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其特征在于，所述绝缘包封层(4)采用环氧树脂或硅橡胶形成的固态包封层。
【专利摘要】本实用新型特别涉及一种基于曲线电极结构的平板脉冲形成线，其包括中部的陶瓷介质板(1)，陶瓷介质板(1)的一侧布置曲线结构电极(2)，另一侧布置满结构电极(2)，或上下两侧均布置曲线结构电极(2)，上下电极(2)的两端设有电极端子(3)，所述平板脉冲形成线外封装绝缘包封层(4)。该平板脉冲形成线具有体积小、全固态、可靠性高的特点，在小尺寸陶瓷介质板(1)上有效增加了电极长度，实现了宽脉冲的输出。该实用新型可用于高功率微波、高功率激光、X光机的驱动源。
【IPC分类】H03K3/02
【公开号】CN205195676
【申请号】CN201520950179
【发明人】张庆猛, 唐群, 杨志民, 杜军
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月25日