基于高功率重复频率脉冲功率源的应用需求, 研制了一种三电极场畸变结构气体火花间隙开关, 并开展了重复频率条件下的触发特性研究。实验研究了场畸变火花间隙开关的触发特性随重复频率、气体成分、工作压强和工作系数的变化关系, 计算了气体开关的触发击穿时延和抖动参数, 分析了影响开关触发特性的主要因素。实验结果表明：气体开关触发击穿的抖动随着重复频率增加而增大; 填充气体中SF6和 N2体积比1∶1时, 混合气体的综合性能较好; 工作系数主要影响开关第二放电火花间隙(间隙2)的击穿抖动。

基于高功率脉冲功率系统小型化和模块化发展要求，研制了一种集储能和脉冲形成功能为一体的脉冲形成模块。通过发展非均匀脉冲形成技术，成功将传统脉冲形成网络的级数降至两级，并保持其输出波形为近方波，大幅降低了近方波脉冲形成模块的体积重量。模块内部电容采用串联分压结构以提高其耐电压值，采用折叠式薄膜电容以提高其储能密度，结合薄膜/变压器油混合绝缘方式，实现了紧凑化、耐高压设计。利用PSpice电路仿真，结合最坏情况模拟等方法，分析了模块内部电参数对其输出特性的影响，并进行了实验验证。模块耐电压值可达120 kV，单次储能密度高达41 kJ·m-3，可输出脉宽约180 ns的近方波高压脉冲。该模块将传统需要五级以上的脉冲形成网络的实际应用发展到两级，有利于实现多级高压方波Marx系统的紧凑化、模块化设计。