مولد عكس المتجهات

مولد عكس المتجهات ( VIG ) هو جهاز لضغط النبضات الكهربائية ومضاعفة الجهد، مما يسمح بتحويل نبضة أبطأ ذات جهد منخفض إلى نبضة أضيق ذات جهد أعلى. تُستخدم مولدات عكس المتجهات في التكنولوجيا العسكرية، مثل بعض أسلحة الطاقة الموجهة ، كمرحلة ثانوية لمصدر طاقة نبضي آخر، وهو عادةً مولد كهروإجهادي يعمل بالمتفجرات .

تتكون دوائر الحث ذات المكونات المنفصلة (كما هو موضح في الصورة) من مجموعة من ملفات الخنق ذات الوضع المشترك المترابطة جيدًا، والمتصلة بدورها بمجموعة من المكثفات. تُظهر ملفات الخنق حثًا عاليًا للتيارات المتوافقة في الطور في الملفين، وحثًا أقل بكثير عندما تتدفق تيارات الملفين في اتجاهين متعاكسين. تُشحن المكثفات بقطبية متناوبة، وعند إغلاق المفتاح (عادةً ما يكون فجوة شرارة مُشغّلة أو حرة التشغيل في التطبيق العملي)، ينعكس الجهد عبر كل مكثف ثانٍ بسرعة على شكل نصف دورة تذبذب بتردد تحدده سعة المكثف الرنانة مع حث الوضع التفاضلي لملفات الخنق. في الوقت نفسه، تُفرغ المكثفات الأخرى ببطء شديد لعدم وجود تيار تفاضلي يتدفق لإلغاء المفاعلة. لذلك، بعد نصف دورة، تكون جميع المكثفات موصولة على التوالي، وتتجمع الجهود. يُشابه هذا الترتيب من حيث المفهوم تصميم مولد الجهد الحلزوني، حيث تُعادل المكثفات المتناوبة السعة بين الملفات، وتُعادل خانقات الوضع المشترك محاثة الملف. تسمح المكونات المنفصلة باستخدام مكثفات مجمعة كبيرة، مما يُتيح تخزين طاقة أكبر بكثير، ولكنها تُعاني من صعوبة في مُضاهاة نسب مضاعفة الجهد العالية وأزمنة الصعود القصيرة للغاية لأنواع خطوط النقل الحلزونية.

يتكون مكثف حلزوني من أربع صفائح متناوبة من موصل-عازل-موصل-عازل، ملفوفة على شكل أسطوانة، لتشكل مكثفًا يعمل أيضًا كخط نقل أحادي الطرف ، متصل بمفتاح شرارة . يُشحن المكثف من مصدر طاقة، مثل مولد كهربائي ذي فجوة شرارية (EDFEG )، ثم تُطلق الشرارة بعد بلوغ جهد الانهيار . تنتقل الموجة الكهرومغناطيسية الناتجة عن تفريغ الشرارة الكهربائية على طول خط النقل، محولةً المجال الكهروستاتيكي إلى مجال كهرومغناطيسي ، ثم تنعكس من الطرف المفتوح لتتحول مرة أخرى إلى مجال كهروستاتيكي. ينتج عن ذلك نبضة ذات سعة خرج 2nU (حيث n هو عدد لفات المكثف وU هو الجهد الابتدائي الذي شُحن به) وزمن صعود يساوي ضعف الطول الكهربائي لخط النقل. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} يعمل الجهاز كشبكة موزعة لتوليد النبضات .

يمكن ربط الفريتات ببنية VIG لتعديل خصائصها، مما يؤدي عادةً إلى خفض تردد الرنين وزيادة الكفاءة. ^{[ 4 ]}

تتميز مولدات النبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الانفجارات (VIGs) ببساطتها وسرعة صعود النبضات التي تصل إلى نطاق النانوثانية. يمكن تهيئة بعض هذه المولدات كجزء من دائرة رنانة ، حيث تعمل كمذبذبات بحد أقصى عملي يبلغ حوالي 700  ميجاهرتز، لتوليد طاقة يمكن بثها من هوائي مناسب ، مما يسمح ببناء مولدات نبضات كهرومغناطيسية بسيطة للغاية تعمل بالانفجارات . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

يشمل استخدام أجهزة VIG أسلحة الطاقة الموجهة ، ومصادر طاقة نبضات الأشعة السينية ، ومولدات البلازما ، وما إلى ذلك.