基于Blumlein和TLT的模块化全固态纳秒脉冲发生器

为了研究高频纳秒脉冲电场治疗肿瘤的生物医学效应,需要一种能产生高频纳秒脉冲的紧凑型脉冲电场发生器。结合Blumlein脉冲形成线和传输线变压器(TLT)提出了一种新的模块化设计的高频纳秒脉冲发生器结构,发生器可以使用更少的开关数输出电压、频率可调的高频纳秒方波脉冲。对单级和多级发生器在阻抗匹配时的脉冲形成过程进行了理论分析,并分析了多级发生器在阻抗不匹配时负载波形的变化;使用微带线设计Blumlein脉冲形成线,介绍了微带线的设计过程,同时介绍了传输线变压器的设计以及固态开关的控制策略;研制了一台小型发生器对提出的拓扑结构进行验证。最后,三级发生器在匹配负载(300Ω)上,可以输出幅值0~3 kV可调,脉宽100 ns,重复频率0~10 kHz可调的高频纳秒脉冲。