Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Hochspannungsim- pulsen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Nebenanspruch .

In der Elektrotechnik werden auf dem Gebiet der Leistungsimpulstechnik (Pulsed Power) Hochspannungs - und Hochleistungs - pulse von einigen kW bis zu mehreren Hundert TW Amplitude für wissenschaftliche und industrielle Zwecke genutzt, wobei Im- pulsdauern im ps- bis ms-Bereich liegen.

Für die sogenannte Elektroporation, die hier als ein Beispiel für eine industrielle Anwendung genannt ist, ist ein Pulsgenerator erforderlich, der beispielsweise Spannungen von 250 kV, Ströme von einigen 10 kA mit einer Pulsdauer von 1 is bis 2 xs erzeugen kann.

Eine mögliche Topologie zur Realisierung eines derartigen Pulsgenerators ist ein sogenannter „inductive voltage adder" der mit IVA abgekürzt wird. Ein derartiger Generator ermöglicht einen kompakten Aufbau, da dieser sich während einer Pulsgenerierung als eine Serienschaltung von n diskreten Spannungsquellen zusammensetzt. Physikalisch werden in einer Transformator (transformer) genannten Leitergeometrie die elektromagnetischen Felder im IVA kombiniert.

„Pulsed Power Systems Principles and Applications",

Hansjochim Bluhm, Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2006 offenbart insbesondere in Kapitel 7 , S. 192-201, Aufbau und Wirkungsweisen von IVAs .

Auf diese Weise bestimmt der Transformer beziehungsweise Transformator im Wesentlichen das Design eines IVA (indukti- ver Spannungsaddierer) . Durch ein geeignetes Design der einzelnen Transformator-Stufen kann eine modulare Bauweise zur Optimierung der Größe des IVA gewonnen werden. Insbesondere ist es erforderlich, dass die einzelnen aufeinanderfolgenden Stufen elektrisch optimal aneinander angepasst werden, sodass keine Reflexionen der elektrischen Signale zwischen den Stufen erfolgen, welche die Funktionsweise des IVA infrage stellen würden. Dies gilt insbesondere für die erste und die zweite Stufe, da in der herkömmlicherweise meist verwendeten koaxialen Anordnung die erste Stufe geometrisch nicht identisch mit der zweiten Stufe ausgeführt werden kann, da diese selber keine Eingangsseite aufweist.

Mit einem IVA können die Welleneigenschaften, bedingt durch die Reflexionsfaktoren, während des Einschaltvorgangs und im stationären Zustand zur Erhöhung der Stromamplitude verwendet werden. Figur 1 zeigt das herkömmliche Prinzip eines IVA. Figur 1 zeigt das Grundprinzip des IVA am Beispiel von vier Stufen. Ähnlich wie bei einer seriellen Anordnung von Span- nungsquellen, die in Figur 1 auf der linken Seite dargestellt sind, lassen sich Impulsleitungen, wie sie auf der rechten Seite der Figur 1 dargestellt sind, als

Spannungsvervielfacherschaltungen realisieren, indem man den positiven Leiter der einen Leitung mit dem negativen Leiter der anderen verbindet. Damit bei dieser alternierenden Verbindung der Leiter kein Kurzschluss entsteht, muss die Verbindung für die Dauer des Impulses isoliert sein. Dies lässt sich mit Hilfe von ausreichend langen Übertragungsleitungen, in Form eines Kabeltransformators, oder über die Kopplung mit hinreichend hohen Koppelinduktivitäten, entsprechend der Aus- führungsform eines IVA, erreichen. Ein kompakterer Aufbau ist möglich, wenn an Stelle der Laufzeit eine induktive Isolation bei der Addition der Impulsleitungen einzelner Stufen verwendet wird. Das Prinzip der Spannungsaddition mittels magneti- scher Isolation, gemäß dem IVA, ist in Figur 2 dargestellt.

Figur 2 zeigt ein herkömmliches Ausführungsbeispiel eines IVA mit magnetischer Isolation. Figur 2 zeigt sechs Stufen, die koaxial angeordnet sind. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Vakuumschnittstelle, Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Vakuum, Bezugszeichen 5 bezeichnet eine ringförmige Lücke, Bezugszeichen 7 bezeichnet einen magnetischen Kern, Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Diode und Bezugszeichen 11 bezeichnet Öl. Die zylindrischen Kavitäten bilden einen inneren Leiter des IVA und werden radial von herkömmlichen, koaxial angeordneten Spannungsquellen Ux gespeist. Im Falle der beschriebenen Anwendungen liefert jede der einzelnen Kavitäten einen Impuls von beispielsweise 0 , 1 bis 50 xs Dauer mit einer Spannungsamplitude UQ von einigen kV, beispielsweise im Bereich von 1 bis 10 kV, und einer maximalen Stromamplitude Ig von einigen kA bis > 10 kA. Um die Addition der Spannungsamplituden zu bewirken, wird die Vektoraddition der elektromagnetischen Felder im Übergangsbereich zur koaxialen Transmissionsleitung ausgenutzt. Damit generiert der IVA einen Spannungsimpuls , der sich aus der Summe der n (n: Anzahl der Stufen) einzelnen Spannungsquellen überlagert. Entsprechend erzeugt eine Anordnung gemäß Figur 2 einen sechsfachen Spannungsimpuls . Um die Addition der Spannungsamplituden zu bewirken, wird der positive Leiter der einen Spannungsquelle mit der negativen der Folgenden verbunden. Dadurch wird in jeder Kavität zwangsläufig eine leitende Verbindung zwischen Mittelelektrode und der stromabgelegenen Außenelektrode hergestellt. Um zu verhin- dern, dass auf diese Weise ein Kurzschluss im Ausgang der

Leitung entsteht, wird die Impedanz der Verbindung durch Erhöhung der relativen Permeabilität in diesem Abschnitt stark vergrößert. Dazu wird ein Teilvolumen der Spannungsquelle mit Ringbandkernen aus ferromagnetischem Material gefüllt.

Figur 3 zeigt ein herkömmliches Ausführungsbeispiel einer ersten Stufe. Figur 3 zeigt einen um eine Wellenausbreitungs - hauptachse HA rotationssymmetrischen Ausschnitt eines herkömmlichen Simulationsmodells. Dabei wird ein Signal in einen Anschluss 13 (oder Port) eingespeist und zu einem Anschluss 15 weitergeführt. Die Führung erfolgt entlang eines hohlzylindrischen Kanals 18 einer radialen Transmissionsleitung 19 in einen hohlzylindrischen Kanal 2 0 einer Koaxialleitung oder koaxialen Transmissionsleitung 21 und entlang dieser. Die Kanäle 18 und 20 sind mittels Wänden begrenzt und geschaffen, die ein elektrisch leitendes Material 22 aufweisen. Figur 4 zeigt mit der oberen Kurve den zeitlichen Verlauf eines Einspeisesignals E, mit dessen mittlerer Kurve den zeitlichen Verlauf dessen reflektierten Signalanteils R und mit dem unteren Signalverlauf die transmittierten Signalanteile T. Bei einem derartigen Aufbau sind die nicht gezeigten Im- pulserzeugungsmodule als Anschluss 13 gekennzeichnet. Diese Geometrie hat den Vorteil, dass sie geometrisch weitgehend mit den nachfolgenden Stufen identisch ist. Den Simulationsergebnissen, insbesondere gemäß Figur 4, ist jedoch zu entnehmen, dass die erste Kopplungs- beziehungsweise Transforma- torstufe erhebliche Reflexionen des Eingangssignals aufweist, was in der Realität zu einer massiv höheren Eingangsleistung führen würde, um die nötige Ausgangsleistung an dem Anschluss 15 zur Verfügung zu stellen. Eine derartige herkömmliche Lösung ist daher technisch sehr ungünstig, da die Anschluss 13- Module elektrisch stark von den in den nachfolgenden Stufen verwendeten Modulen abweichen müssen.

Eine erste Stufe eines IVA wird daher herkömmlicherweise meist über eine koaxiale Einspeisung realisiert, wodurch die erste Stufe geometrisch als auch elektrisch deutlich von den folgenden Stufen abweicht. Bei den bekannten Lösungen sind daher die Komplexität der Anordnung und somit auch deren Kosten hoch. Es ist damit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete geometrische Anordnung einer ersten Stufe eines induktiven Spannungsaddierers (IVA) anzugeben, welche nach Möglichkeit mit den gleichen Submodulen realisiert werden kann, die in den nachfolgenden Stufen zur Impulserzeugung eingesetzt werden. Es soll ebenso ein entsprechendes Verfahren zur Impulsanpassung bereitgestellt werden. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und einem Verfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst.

Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen, insbesondere ein induktiver

Spannungsaddierer, beansprucht, wobei während der Pulserzeugung elektromagnetische Felder einer Serien-Schaltung einer Anzahl n diskreter entlang einer Wellenausbreitungshauptachse angeordneter Stufen von Spannungsquellen in einem Transforma- tor kombiniert werden, wobei in jeder Stufe sich Wellen jeweils entlang einer einen ersten Wellenwiderstand aufweisenden radialen Transmissionsleitung in eine einen zweiten Wellenwiderstand aufweisenden koaxiale Transmissionsleitung ausbreiten, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe im Unterschied zu den folgenden Stufen mittels eines stetigen und kontinuierlichen Übergangsbereichs von der radialen Transmissionsleitung in die koaxiale Transmissionsleitung ein stetiger und kontinuierlicher Übergang von dem ersten Wellenwiderstand zu dem zweiten Wellenwiderstand geschaffen ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen, insbesondere ein induktiver

Spannungsaddierer, beansprucht, wobei während der Pulserzeugung elektromagnetische Felder einer Serien-Schaltung einer Anzahl n diskreter entlang einer Wellenausbreitungshauptachse angeordneter Stufen von Spannungsquellen in einem Transformator kombiniert werden, wobei in jeder Stufe sich Wellen jeweils entlang einer einen ersten Wellenwiderstand aufweisenden radialen Transmissionsleitung in eine einen zweiten Wel- lenwiderstand aufweisenden koaxiale Transmissionsleitung ausbreiten, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe im Unterschied zu den folgenden Stufen mittels eines stetigen und kontinuierlichen Übergangsbereichs von der radialen Transmissionsleitung in die koaxiale Transmissionsleitung ein stetiger und kontinuierlicher Übergang von dem ersten Wellenwiderstand zu dem zweiten Wellenwiderstand geschaffen ist. Erfindungsgemäß wird ein Pulsgenerator erzeugt und verwendet, der so kompakt und kostengünstig wie möglich gestaltbar ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ausführung der ersten Transformatorstufe vorgeschlagen, wobei mittels der vorgeschlagenen Geometrie es möglich ist, alle

Anpassnetzwerke, Schalter, Kondensatoren und Treiberschaltungen modular zu allen anderen Transformatorstufen zu wählen. Auf diese Weise ist zwischen der ersten und den folgenden Transformator-Stufen nun ein modularer Aufbau möglich. Eine modulare Bauweise eines IVA senkt die Kosten und ermöglicht gleichzeitig eine kompaktere Bauform. Erfindungsgemäß wird eine Ausführung einer ersten Transformatorstufe des IVA vorgeschlagen, bei der eine Transmission der elektromagnetischen Welle über eine radiale Transmissionsleitung in eine koaxiale Transmissionsleitung erfolgt. Diese beiden Leitungen werden mittels eines trichterförmigen Zwischenstücks (Taper) miteinander verbunden. Mittels der vorgeschlagenen Ausführungsform einer ersten Stufe eines IVA wird die Leistung reflexionsfrei in die erste Stufe eingespeist. Im Bereich einer Ankopplung der Impulserzeugungsmodule (erster Anschluss 13) erhält man hier ebenfalls eine radiale Anordnung wie in den nachfolgenden Stufen. Aufgrund der reflexionsfreien Ankopplung an die zweite Stufe kann in der ersten Stufe mit derselben elektrischen Leistung gearbeitet werden, wie in den nachfolgenden Stufen. Auf diese Weise können auch in der ersten Stufe dieselben Module verwendet werden, wie in allen folgenden Stufen, was die Komplexität, Zuverlässigkeit und Kosten einer solchen Anlage deutlich verringert. Auf diese Weise kann eine Optimierung des Gesamtsystems hinsichtlich seiner Modularität und seines Bauvolumens erfolgen. Des Weiteren können die Gesamtkosten für ein derartiges System wirksam reduziert werden .

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der kontinuierliche Übergang in der ersten Stufe mittels des ersten Wellen- Widerstands der radialen Transmissionsleitung und eines Innen- und eines Außenradius der koaxialen Transmissionsleitung sowie eines Feldwellenwiderstands geschaffen werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können im Übergangsbereich der ersten Stufe sich quer zur Wellenausbreitungshauptachse erstreckende Wände der radialen Transmissionsleitung stetig, entlang kurviger Verläufe, rotationssymmetrisch zur Wellenausbreitungshauptachse in längs zu dieser sich erstreckende Wände der koaxialen Transmissionsleitung übergehen .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann im Übergangsbereich der ersten Stufe eine erste räumliche Mate- rialerstreckung geschaffen sein, die kreisförmige und zu der Wellenausbreitungshauptachse HA senkrechte

Querschnittsflächen aufweist, deren Radien entlang und in Richtung der Richtung der Wellenausbreitungshauptachse beginnend von dem Außenradius des Außenleiters auf den Außenradius des Innenleiters der koaxialen Transmissionsleitung stetig fallend verkleinernd erzeugt sind. Eine räumliche Materialerstreckung ist insbesondere ein allgemeiner ein Material aufweisender dreidimensionaler physikalischer Körper oder Bereich eines derartigen Körpers.

„Entlang und in Richtung der Richtung der Wellenausbreitungshauptachse (HA) " bedeutet hier „entlang der Wellenausbreitungshauptachse (HA) und in Richtung der Richtung der Wellenausbreitungshauptachse (HA) " und insbesondere „parallel zur Wellenausbreitungshauptachse verlaufend, und zwar in die Richtung, in die die Wellenausbreitungshauptachse zeigt". Diese Richtung ist die Richtung, in die die Wellen sich hauptsächlich ausbreiten. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann im

Übergangsbereich Ü der ersten Stufe eine zweite räumlichen Materialerstreckung geschaffen sein, die kreisringförmige und zu der Wellenausbreitungshauptachse senkrechte Querschnittsflächen aufweist, deren äußere Radien konstant und deren innere Radien entlang und in Richtung der Richtung der Wellenausbreitungshauptachse beginnend von dem äußeren Radius auf den Innenradius des Außenleiters der koaxialen Transmissionsleitung (21) stetig fallend verkleinernd erzeugt sind .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Radien der Querschnittflächen der ersten räumlichen Mate- rialerstreckung und/oder die inneren Radien der

Querschnittsflächen der zweiten räumlichen Materialerstreckung ausgehend von der Seite der radialen Transmissionsleitung in Richtung zu der Seite der koaxialen Transmissionsleitung exponentiell fallend verkleinernd erzeugt sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Radienverläufe der Radien der Querschnittflächen der erste räumlichen Materialerstreckung und der inneren Radien der Querschnittfläche der zweiten räumlichen Materialerstreckung ausgehend von der Seite der radialen Transmissionsleitung in Richtung zu der Seite der koaxialen Transmissionsleitung zueinander parallel verlaufend erzeugt sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die erste räumliche Materialerstreckung als ein massives separates Zwischenstück geschaffen sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Zwischenstück entlang und in Richtung der Richtung der Wel- lenausbreitungshauptachse (HA) einen Außenflächenverlauf einer massiven, insbesondere sich radial verjüngenden, Trichterform aufweist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die erste und die zweite räumliche Materialerstreckung das gleiche Material, insbesondere Kupfer, Stahl oder Aluminium aufweisen . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können alle n Stufen hinsichtlich deren elektrotechnischen Verschaltung oder deren elektrischen Anschlüssen einen gleichen modularen Aufbau aufweisen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 ein herkömmliches Ausführungsbeispiel eines IVA;

Figur 2 ein weiteres herkömmliches Ausführungsbeispiel eines IVA;

Figur 3 ein herkömmliches Ausführungsbeispiel einer ersten

Transformatorstufe eines IVA

Figur 4 eine Darstellung zur Simulation des herkömmlichen

Ausführungsbeispiels der ersten Transformatorstufe; Figur 5 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer ersten Transformatorstufe eines IVA;

Figur 6 die Signalverläufe zum erfindungsgemäßen Ausfüh- rungsbeispiel einer ersten Transformatorstufe eines IVA;

Figur 7 eine Darstellung zu den elektrischen Feldern einer erfindungsgemäßen ersten Stufe eines IVA; Figur 8 eine Darstellung von magnetischen Feldern des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer ersten Stufe eines IVA;

Figur 9 eine weitere Darstellung zum erfindungsgemäßen Aus- führungsbeispiel einer ersten Stufe eines IVA.

Figur 5 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbei - spiel einer ersten Stufe eines IVA (induktiver Spannungsaddierer) , wobei diese erste Stufe sich entlang einer Wellenausbreitungshauptachse HA rotationssymmetrisch erstreckt. Analog zu Figur 3 wird ein Signal in einem ersten Anschluss 13 eingespeist und zu einem zweiten Anschluss 15 weitergeführt .

In dieser ersten Stufe 17 erfolgt zuerst eine Transmission der elektromagnetischen Wellen entlang einer radialen Transmissionsleitung 19 und danach entlang einer koaxialen Trans- missionsleitung 21. Die Führung erfolgt entlang der hier vertikalen hohlzylindrischen Transmissionsleitung 19 in die hier horizontale hohlzylindrische Koaxialleitung 21, die an einer äußeren Seite einen Außenleiter 27 und an einer inneren Seite einen Innenleiter 25 aufweist.

Ein Übergangsbereich Ü leitet einen hohlzylindrischen Kanal

18 der sich quer zur Wellenausbreitungshauptachse HA erstreckenden radialen Transmissionsleitung 19 entlang kurvenförmig begrenzender Oberflächen elektrisch leitenden Materials 22 stetig, entlang kurviger Verläufe homogen in einen hohlzylindrischen Kanal 20 der sich längs der Wellenausbreitungs - hauptachse HA erstreckenden koaxialen Transmissionsleitung 21 über . Entlang eines Übergangs von der radialen Transmissionsleitung

19 in die koaxiale Transmissionsleitung 21 ist hier ein massives Zwischenstück 23 positioniert. Dieses Zwischenstück 23 erstreckt sich räumlich bevorzugt mit kreisförmigen

Querschnittsflächen rotationssymmetrisch zu und entlang der Wellenausbreitungshauptachse HA, von einer einen ersten Radius aufweisenden ersten äußere Kreisfläche, bis zu einer einen zweiten, zum ersten Radius kleineren, Radius aufweisenden zweiten äußeren Kreisfläche. Der zweite Radius ist dabei bevorzugt gleich dem Außenradius des Innenleiters 25 und damit gleich dem Innenradius der hohlzylindrischen Koaxialleitung

21. Zudem ist es bevorzugt, wenn zwischen dem Außenleiter 27, der die hohlzylindrische Koaxialleitung 21 nach außen begrenzt, und einem den Außenleiter 27 kontaktierenden dazuge- hörigen Material 22 , im Übergangsbereich Ü eine zweite räumlichen Materialerstreckung geschaffen ist, die kreisringförmige und zu der Wellenausbreitungshauptachse HA senkrechte Querschnittsflächen aufweist, deren äußere Radien konstant und deren innere Radien entlang und in Richtung der Wellenausbreitungshauptachse HA beginnend von dem äußeren Radius auf den Innenradius des Außenleiters der koaxialen Transmissionsleitung 21 stetig fallend verkleinernd erzeugt sind. Die Radien und/oder die inneren Radien der Querschnittsflächen ausgehend von der Seite der radialen Transmissionsleitung 19 in Richtung zu der Seite der koaxialen Transmissionsleitung 21 können exponentiell fallend verkleinernd erzeugt sind. Bevorzugt sind die Radienverläufe der Radien und/oder inneren Radien der Querschnittsflächen der ersten und der zweiten räumlichen Materialerstreckung ausgehend von der Seite der radialen Transmissionsleitung 19 in Richtung zu der Seite der koaxialen Transmissionsleitung 21 zueinander parallel verlaufend erzeugt . Das massive Zwischenstück 23 weist beispielsweise die Form eines massiven Trichters auf, koppelt die radiale mit der koaxialen Transmissionsleitung und kann ebenso als Taper bezeichnet werden. Das Zwischenstück 23 kann ebenso in einer nicht massiven Bauform hergestellt werden, beispielsweise als ein Trichter mit einer Durchgangsöffnung oder einem Loch. Besonders vorteilhaft sind die Wellenwiderstände der radialen Transmissionsleitung und der koaxialen Transmissionsleitung aufeinander abgestimmt. Ein erster Wellenwiderstand einer radialen Leitung kann mittels Gleichung

(1)

G ₀ (kr) beschrieben werden. Dabei ist k der Wellenzahlvektor, Zg ist der Feldwellenwiderstand mit einer Größe von 377 Ω und Gg (kr) , G]_ (kr) sind Funktionene, die ähnlich zu Hanke und durch Holland definiert sind.

Ein zweiter Wellenwiderstand einer Koaxialleitung lässt sich beispielsweise durch folgende Gleichung

(2) beschreiben. Dabei ist R]_ der innere Radius der Koaxialleitung, R2 ist der äußere Radius der Koaxialleitung und Z Q ist der Feldwellenwiderstand mit einer Größe von 377 Ω. R ist ebenso der Radius des Innenleiters 25. R ₂ ist ebenso der Innenradius des Außenleiters 27. Anhand dieser Gleichungen (1) und (2) ist ein Einfluss des Wellenwiderstands erkennbar. Erfindungsgemäß sollen mittels geschickten Verbindens der radialen Transmissionsleitung 19 mit der koaxialen Transmissions - leitung 21 in Form einer trichterförmigen Struktur, beide Wellenwiderstände aneinander angeglichen werden. Auf diese Weise ist eine reflexionsfreie Einspeisung von der radialen Transmissionsleitung 19 in die koaxiale Transmissionsleitung 21 und in die koaxiale Struktur des IVA möglich.

Figur 6 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines reflektierten Signals R und eines transmittierten Signals T im Zeitbereich bei Verwendung einer erfindungsgemäßen ersten Stufe eines IVA. Diese Simulation zeigt Reflexionen R, bedingt durch eine Näherung, von unter 2 %. Eine Anpassung von radialer Transmissionsleitung 19 und koaxialer Transmissionsleitung 21 lässt sich ebenso mittels exponentieller Funktionen, die beide Leitungen miteinander verbinden, erzielen. Derartige expo- nentielle Funktionen müssen die Eigenschaft aufweisen, dass die Strukturen stetig ineinander übergehen. Figur 7 zeigt eine Darstellung des Verlaufs der elektrischen Felder in einer erfindungsgemäßen ersten Stufe eines IVA. Pfeile stellen ein Vektorfeld dar. Figur 8 zeigt eine Darstellung von magnetischen Feldern in einer erfindungsgemäßen ersten Stufe eines IVA. Pfeile stellen ein Vektorfeld dar.

Figur 9 zeigt eine weitere Ansicht eines erfindungsgemäßen trichterförmigen Zwischenstücks 23. Dabei erfolgt eine Anpassung dieses Zwischenstücks 23 beziehungsweise Tapers an die unterschiedlichen Leiterstrukturen mittels der Wahl unterschiedlicher Innen- und Außenradien von der radialen Trans - missionsleitung 19 zu der koaxialen Transmissionsleitung 21. Figur 9 zeigt beispielsweise einen Außenradius R des Außenleiters 27 mit einer Größe von 53,5 und einen Radius Ri des Innenleiters 25 mit einer Größe von R=45. Figur 9 zeigt eine Anpassung der radialen Transmissionsleitung 19 und der koaxialen Transmissionsleitung 21, die mittels des trichterförmi - gen Zwischenstücks 23 verbunden sind, wobei dessen Innen- und Außenradius entlang der Verbindung variiert. In der Praxis ist es ausreichend, die radiale Transmissionsleitung 19 und die koaxiale Transmissionsleitung 21 mit zwei verschiedenen Radien zu verbinden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen, insbesondere mittels eines induktiven Spannungsaddierers IVA, wobei in der ersten Stufe 17 zur Transmission von elektromagneti - sehen Wellen von einer radialen Transmissionsleitung 19 in die koaxiale Transmissionsleitung 21 zwischen der radialen Transmissionsleitung 19 und der koaxialen Transmissionsleitung 21 ein elektromagnetisch koppelndes, trichterförmiges Zwischenstück 23, positioniert ist.