PCB板折叠形成线模块设计与实验研究了如何使用FR-4型PCB板材作为传输介质，设计出一种具有五条线并联结构的形成线模块。这种模块化的固态传输线能够实现稳定的平顶脉冲，在脉冲功率系统中扮演着重要的角色。该系统不仅能够在50~80 kV的电压下长时间工作，而且在模块化设计及固态传输线技术方面进行了突破性的尝试。
在设计固态传输线模块时，FR-4材料显示出其优越的耐压性能，介质损耗因数低，介电常数在0~1MHz范围内稳定，耐火性能良好，机械性能优异，且加工便利，适于模块化生产。FR-4板材的击穿场强远高于功能陶瓷材料，而且其介电常数也较薄膜材料更高。FR-4板材在0~1MHz条件下的介电常数稳定在4.4到5.0之间，有利于实现稳定的电场分布。
在设计过程中，绝缘介质层内部嵌有屏蔽电极，分析表明内嵌导体对形成线的特征参量以及传输特性无影响。形成线绝缘介质层厚度为4mm，能够耐受超过200kV的电压。基于这种设计，形成了特征阻抗为5.35Ω的模块。通过搭建Blumlein装置，测试结果表明在充电50kV条件下，输出电压为45kV，脉冲半高宽为140ns，平顶宽度为75ns，前沿为65ns。
模块设计部分详细介绍了单层PCB板折叠线的结构设计，该结构包括上下两层折叠电极和两层FR-4传输介质以及夹在中间的内屏蔽导体。这些组件共同构成了外观尺寸为700mm×550mm×4mm的模块。在模块化设计方面，PCB板折叠线通过并联和封装组成形成线模块，显著减小了装置体积，增大了形成线的储能密度，提升了输出能力。这对于脉冲功率源的小型化、实用化发展具有重要意义。
固态化脉冲形成线的固态传输线模块设计，提供了在高功率微波等领域应用的广阔前景。固态传输线模块基于FR-4型PCB材料设计，工作电压为50kV，脉冲宽度为120ns，模块体积仅为0.0154立方米。这样的模块体积小，结构紧凑，适应了脉冲功率源的快速发展需求。
文章中还提到了其他几种紧凑型形成线结构，包括同轴螺旋线结构、阿基米德线结构，折叠线以及卷绕线结构等。这些结构的使用满足了脉冲功率系统对体积减小的要求，并且这些结构的多样化运用，为固态化形成线技术的发展提供了新的思路。在未来的研究中，新结构设计和新材料的运用将成为固态化形成线技术的重要突破点。而针对固态传输线材料的电特性的研究，将推动形成线技术向更高效、更小型化方向发展。
