雙極高斯脈沖信號源與朗繆爾三探針的研究.pdf

1、20世紀(jì)60年代，國外提出了將沖擊型脈沖信號應(yīng)用在探地雷達(dá)（GPR,Ground Penetrating Radar）技術(shù)中，憑借沖擊脈沖極窄的脈沖寬度，豐富的頻譜，較高的幅值，大大提高了目標(biāo)的探測分辨率與探測距離。沖擊型脈沖信號源要求脈寬達(dá)到納秒量級，幅度達(dá)到上千伏，同時幅值穩(wěn)定性以及波形穩(wěn)定性要求較高，重頻特性要好，因此具有一定的技術(shù)難度。目前國內(nèi)大多集中在單極性脈沖源的研究，其頻譜中低頻分量所占比例較大，很難輻射出去。且在探地雷達(dá)

2、的應(yīng)用中，考慮到發(fā)射天線屬于平衡類的對稱天線，雙極性脈沖更適宜應(yīng)用于天線輻射，且其低頻分量比單極性脈沖少，有利于提高輻射效率。目前國內(nèi)尚無此類商用型脈沖源，因此對于雙極性沖擊脈沖源的研究具有較高的工程應(yīng)用價值。
　　在脈沖源研究方面，首先從理論分析出發(fā)，對高斯脈沖波形進(jìn)行分析，比較幾種半導(dǎo)體開關(guān)的脈沖產(chǎn)生技術(shù)，得出雪崩管適合輸出高幅值窄脈沖，通過脈沖耦合技術(shù)可以生成雙極性脈沖。利用純電子學(xué)的方法搭建雙極脈沖發(fā)生電路，利用Pspic

3、e軟件對電路進(jìn)行仿真，優(yōu)化電路參數(shù)，接著針對PCB的制作中器件的選擇、板材的選擇以及布局布線進(jìn)行介紹。按照理論優(yōu)化方案設(shè)計(jì)加工了16級雪崩管MARX電路脈沖源，電路調(diào)試過程中出現(xiàn)的串?dāng)_現(xiàn)象采取一系列措施進(jìn)行抑制。通過實(shí)驗(yàn)測試得到輸出脈沖波形峰峰間的寬度為3.05ns，幅度為952V，拖尾振蕩幅值為72V。對時域脈沖進(jìn)行傅里葉變換，得到脈沖頻譜，覆蓋600MHz的范圍，中心頻率為120MHz，與仿真結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了方案的可行性。

4、>　　本文前半部分對高斯脈沖源的研究進(jìn)行介紹，后半部分介紹朗繆爾三探針的研究。在低溫等離子體中，利用靜電探針可以對等離子體的空間分布進(jìn)行測量，被證明是一種簡單有效的診斷方法，三探針診斷電路中不需要掃描電源，特別適用于瞬態(tài)條件等離子測量。本文從單探針、雙探針出發(fā)介紹探針的基本原理與探針結(jié)構(gòu)，分析了影響探針伏安曲線的幾種因素。檢測電路中加入光電耦合器，有效防止等離子內(nèi)部電磁輻射對后面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的干擾，電流檢測電路中引入采樣電阻，將電流值轉(zhuǎn)