国防和民用需求对脉冲功率系统提出了紧凑化、固态化的发展要求。层叠Blumlein线集能量储存、脉冲形成和电压增益等功能于一身，陶瓷介质具有储能密度高、介电常数稳定和环境适应能力强等优点，故陶瓷储能层叠Blumlein线是实现脉冲功率系统紧凑化、固态化发展的重要技术途径。本论文系统分析了层叠Blumlein线的相关理论，优化设计了陶瓷储能层叠Blumlein线的结构尺寸，实验研究了陶瓷储能介质的击穿特性和多路开关同步触发技术，并研制出一台3级陶瓷储能层叠Blumlein线实验装置。主要工作如下：1.从脉冲形成波过程和杂散阻抗影响等两方面对层叠Blumlein线进行了系统地理论分析。在波过程分析中计算出了层叠Blumlein线各节点处的入射和反射系数表达式，并采用Laplace方法求解了层叠Blumlein线产生脉冲的解析表达式。建立了分析杂散阻抗影响的电路模型，计算结果表明，要保证电压增益与级数基本相等，应尽可能降低Blumlein线阻抗与杂散阻抗的比值。2.为将结构与电路参数相结合，采用矩量法编程求解了平板型层叠Blumlein线的各特征参量，并利用CST Microwave Studio建立层叠Blumlein线3维电磁仿真模型，研究了各结构参数对脉冲波形的影响。研究结果表明：耦合阻抗与相邻电极板间阻抗并联降低了层叠Blumlein线匹配阻抗；介质板厚与电极板宽之比越小，越有利于提高电压增益和能量效率；较高的长宽比结构有利于近平面波在平板Blumlein线中的形成与传输，从而有利于匹配负载上获得近方波脉冲；平板型层叠Blumlein线介质宽度应大于电极板宽度，以缓解介质边缘处电场增强；仅增加介质板厚度，脉宽保持稳定，但方波特性变差，前后沿被逐渐拉长，且平顶出现振荡。3.分析了储能介质不连续性对平板型脉冲形成线的影响，研究结果表明其影响主要为两方面：其一是介质内部缝隙造成平板线内部电场分布不均匀，降低介质击穿场强，且截面呈锐角的缝隙危害最大；其二是介电常数差异会降低层叠Blumlein线输出脉冲平顶质量，应尽量使各单元的电长度基本相等。4.建立了研究储能陶瓷介质击穿特性的实验系统，实验研究了电极形状、外部介质、充电波形和重复频率等因素对介质击穿场强的影响。研究结果表明：在甘油介质中利用半球型电极对陶瓷介质μs级脉冲充电测得其击穿场强26kV/mm，为所有测试情况中的最大值；真空环境下直流电压比脉冲电压所测得的表面闪络击穿场强略高；高重复频率脉冲测试条件下的陶瓷介质内部存在严重热积累，导致在介质内部快速形成击穿通道，从而降低介质击穿强度。5.基于小尺寸（95×95×4mm3）陶瓷介质板，设计了一台3级陶瓷储能层叠Blumlein线实验装置，模拟了其在不同环境中所产生的脉冲波形，结果表明：该结构装置适宜工作在变压器油和真空等介电常数较低的环境。分析了开关对该结构装置性能的影响，结果表明各开关抖动会导致脉冲前后沿呈现阶梯状，同时降低陶瓷介质的耐压能力。6.研制了一台传输线脉冲变压器，实验证明其可将单路ns级脉冲分离为3路参数（幅值20kV、脉宽12ns、上升时间5ns）基本一致的子脉冲。利用此3路子脉冲在实验中实现了3路开关的ns级同步触发。7.建立并测试了一台3级陶瓷储能层叠Blumlein线实验装置，实验中对该装置直流充电至4kV，3路开关经同步触发导通，在10匹配负载上获得了幅值约11.4kV、脉宽约32ns、上升时间约为5ns的脉冲输出，其电压增益约为2.9，能量效率约为90%。分别测试了不同因素对装置工作性能的影响，结果表明：多路同步触发脉冲可有效改善多开关导通同步性能；ns级脉冲充电条件下在匹配负载上得到的脉冲电压增益约为2.7，能量效率约为79%；测试了不同介质环境对装置输出结果的影响，结果证明此类装置适合工作于低介电常数的介质环境中。