介绍了一种用于丝阵 Z箍缩(Z-pinch)内爆实验研究的脉冲放电模块的设计。模块基于直线型变压器驱动器 (LTD)技术, 包含 34个放电支路, 通过 4个铁基非晶磁芯耦合。每支路由 2个 40 nF电容器和 1只 4间隙串联气体开关组成, 回路电感为 220 nH。设计了水电阻负载检验模块输出性能, 在匹配状态下, 负载上的输出电流峰值 916 kA, 上升时间 99.8 ns。设计了磁绝缘传输线将输出脉冲传输至 Z-pinch丝阵负载, 并利用“零维模型”对 LTD模块和负载的耦合放电进行了模拟计算。结果显示, 丝阵负载上的放电电流峰值可达 960 kA, 上升时间为 114 ns。

针对当前高功率微波(HPM)中的热点器件磁绝缘线振荡器(MILO) 频率低、效率低等问题, 提出了一种可以沿x方向平面展开的平面MILO。该器件也是一种低阻抗高功率微波器件, 通过一个低外加磁场来代替常规MILO中的磁绝缘电流, 辅助实现器件的磁绝缘, 从而实现器件效率的提高。结合PIC模拟, 建立一个外加低磁场的C波段平面MILO, 并根据其慢波结构(平面折绉表面)特点给出相应的色散曲线, 确定微波器件工作点, 利用2.5维全电磁粒子模拟软件对其进行数值模拟, 在输入为4.0 GW电功率(工作电压约800 kV)的条件下, 模拟得到频率为6.56 GHz的微波输出, 通过优化外加磁场, 使得模拟微波输出功率达到1.22 GW, 功率效率在C波段条件下超过30%。

阴极释气电离产生的击穿现象是限制磁绝缘线振荡器(MILO)工作性能的一个可能因素，也是限制其重频运行的主要障碍。利用三维全电磁粒子模拟程序对高功率微波器件MILO中阴极释气电离现象的物理建模技术以及实现三维自洽运算所需的粒子模拟技术进行了分析研究。对不同相对释气率的情况进行了模拟计算，模拟计算结果表明，当释气率超过一定阈值时，电离导致的等离子体会使微波输出功率迅速下降。

为追求更高的输出功率和效率，在理论分析的基础上，采用理论和PIC数值模拟相结合的方法设计了较高工作点电压(700 kV)的磁绝缘线振荡器模型，数值模拟结果表明：当输入电压为695 kV、输入功率为55.7 GW时，输出周期平均功率为11.2 GW，效率为20.1%；与以往低工作点的磁绝缘线振荡器相比,效率较高，且和低工作点的器件只在最佳工作点处取得最大效率不同，本器件随着电压升高，效率进一步提高。

为获得聚龙一号装置负载区电流,设计了测量探头,通过频响测试得到探头的频率上限为51.7 MHz;针对标定装置的逼真性进行了分析,实验结果表明,负载区电流探头的灵敏度在误差范围内不受柱孔盘旋面的影响.通过标定结果的外推分析可知：外推是否可靠是由探头能否满足相应测量的工作条件决定,而不是受外推的数量级限制.通过探头测量范围的分析及相应干扰实验,认为标定满足测试需求.实测结果表明负载区电流与磁绝缘传输线电流的测量结果自洽.

为获取PTS装置磁绝缘传输线的电流, 设计、标定了微分环。探头使用镍铬合金膜屏蔽空间电子, 采用在线标定。设计相应的馈入结构从负载区分别对不同层磁绝缘传输线馈入信号, 在每个三平板传输线出口的板堆过渡区位置安装短路杆, 能够在磁绝缘传输线上得到基本均匀的电流, 实现电流探头的逐层标定。频响分析表明金属膜屏蔽效应导致探头的高频特性变差。实验表明, 贴膜的探头频响上限为50.3 MHz, 满足被测信号的要求。实测PTS装置磁绝缘传输线电流与负载区电流的测量结果自洽, 且各层电流与总电流等结果符合理论预计。

采用数值模拟与实验相结合的方法, 在没有功率容量不足问题的情况下, 研究了磁绝缘线振荡器(MILO)的输出微波脉宽和功率效率与类似三角形二极管电压的关系, 研究结果表明: 在相同宽度的电压条件下, 随着电压幅度的增大, 输出微波的底宽和半高宽相应增大, 功率效率先增大, 当达到饱和后功率效率逐渐降低; 在相同电压幅度条件下, 随着二极管电压上升沿(斜率不变)的增大, 输出微波的半高宽略有增大, 但功率效率略有降低。因此, 在有限脉宽的类似三角形二极管电压条件下, 通过增大二极管电压上升沿的方法, 可以有效地增大输出微波脉宽; 而在有限电压幅度条件下, 通过减小电压上升沿的方法, 可以有效地增大输出微波的功率。选择适当的二极管电压参数, 可以解决MILO器件在类似三角形二极管电压条件下的输出微波功率和脉宽两个指标相匹配的问题。