Symulacje komputerowe w projektowaniu kompaktowych generatorów szybkich impulsów pola elektromagnetycznego

Spis treści
Podziękowania

Wstęp
1.1 Cel i treść
1.2 Zastosowania szybkich impulsów
1.3 Oznaczenia i symbole

2 Zasada generacji impulsów
2.1 Wprowadzenie
2.2 Generatory
2.2.1 Układy powielające napięcie
2.2.2 Transformator Tesli
2.2.3 Generator Marksa
2.2.4 Generator Mesyatsa
2.2.5 Generator Fitcha-Howella
2.3 Liniowe transformatory impulsowe
2.3.1 Układy o parametrach rozłożonych
2.4 Podstawowe problemy konstrukcyjne
2.4.1 Ograniczona wytrzymałość izolacji
2.4.2 Indukcyjności pasożytnicze
2.4.3 Szybkość przełączania
2.5 Użyteczność symulacji komputerowych

3 Metody numeryczne
3.1 Wprowadzenie
3.2 Modele obwodowe
3.3 Modele o parametrach rozłożonych
3.4 Metoda różnic skończonych
3.5 Metoda elementów skończonych
3.6 Metoda elementów brzegowych (momentów)

4 Wybrane przełączniki
4.1 Przełączniki klasyczne
4.1.1 Iskierniki
4.1.2 Tyratron i PSS
4.1.3 Iskierniki próżniowe
4.1.4 Przełączniki ferromagnetyczne
4.2 Przełączniki półprzewodnikowe
4.2.1 Tranzystor bipolarny – BJT
4.2.2 Tranzystory MOSFET
4.2.3 Tranzystor bipolarny z izolowaną bramką – IGBT
4.2.4 Wykorzystanie tranzystorów MOSFET i IGBT
4.2.5 Tyrystor
4.2.6 Specjalne przełączniki półprzewodnikowe

5 Symulacje generatorów
5.1 Półprzewodnikowy generator Marksa
5.1.1 Zasada działania
5.1.2 Symulacje w programie Twin Builder
5.1.3 Symulacje w programie PSPICE
25.1.4 Badania eksperymentalne
5.1.5 Wnioski
5.2 Szybki generator Marksa
5.2.1 Wstęp
5.2.2 Pierwotna konstrukcja generatora
5.2.3 Symulacje
5.2.4 Testy eksperymentalne
5.2.5 Wnioski
5.3 Hybrydowy generator impulsów
5.3.1 Konstrukcja i zasada działania
5.3.2 Wnioski z analizy teoretycznej
5.3.3 Symulacje
5.3.4 Eksperymenty
5.3.5 Udoskonalenie generatora
5.3.6 Podsumowanie
5.4 Kompresja strumienia magnetycznego
5.4.1 Wstęp
5.4.2 Model analityczny
5.4.3 Badania symulacyjne
5.4.4 Badania eksperymentalne
5.4.5 Wnioski

6 Symulacje układów kształtujących
6.1 Magnetyczne obwody formujące
6.2 Transformator prądu przesunięcia
6.2.1 Model matematyczny
6.2.2 Model MES: ANSYS-HFSS

6.2.3 Model MES: Comsol

6.2.4 Symulacje transformatora metodą FDTD
6.2.5 Badania laboratoryjne
6.2.6 Wnioski
6.3 Płaska linia Blumleina
6.3.1 Model obwodowy
6.3.2 Model linii Blumleina
6.3.3 Prototyp generatora
6.3.4 Wnioski
6.4 Niesymetryczna linia Blumleina
6.4.1 Projekt linii
6.4.2 Badania eksperymentalne
6.4.3 Podsumowanie

7 Symulacje odbiorników
7.1 Linie paskowe i radiacyjne
7.1.1 Linia paskowa PW50: projekt
7.1.2 Linia paskowa PW50: symulacje
7.1.3 Linia paskowa PW50: pomiary
7.1.4 Prowadnice falowe NEMP
7.2 Dopasowanie anteny
7.2.1 Antena dipolowa dla niesymetrycznej linii Blumleina
7.2.2 Antena dipolowa dla symetrycznej linii Blumleina
7.2.3 Antena iskiernikowa
7.2.4 Podsumowanie

8 Podsumowanie