纳秒级高电压脉冲是极快的变化过程,被测脉冲前沿快、上升时间为亚纳秒到十纳秒范围;被脉冲幅值高,通常为几十千伏到兆伏级;快脉冲下的电磁干扰很严重,因此对测量系统提出了苛刻的要求。在由电阻分压器和存储示波器组成的测量系统中,分压器和测量系统内部各组成部分间的阻抗匹配与否,对测量结果影响很大。本文通过仿真进行优化设计,进一步探讨影响电阻分压器性能的因素,探索改善分压器性能的有效途径,为高性能纳秒脉冲电压测量分压器提供指导,同时试验设计出能够满足纳秒级高压脉冲测量要求的小型分压器。主要研究内容如下:1.讨论了测量系统的动态性能要求,分析了测量系统中电阻分压器的动态响应性能。分析了电阻分压器脉冲测量系统的性能影响因素,包括系统的阻抗匹配、高压引线、输出电缆、数字存储示波器等。阻抗不匹配对测量系统影响很大,阻抗不匹配可能引起反射、振荡及初始分压比与稳态分压比的差异。介绍了阻抗匹配基本原理及常见的阻抗匹配方法。2.对几种常用仿真软件进行分析比较后,选用基于矩量法的高频电磁场仿真软件FEKO对电阻分压器结构进行仿真设计。3.通过仿真分析得出:为了在分压器输出端得到理想的电磁脉冲波形,减小电磁波的反射,分压器结构设计至关重要。通过对不同结构仿真分析得出:分压器前过渡段主要对输出端电压波形上升沿产生影响,使脉冲上升时间延长;后过渡段主要对电压波形衰落部分产生影响,使电压波形产生畸变。并用HFSS软件辅助优化设计电阻分压器总体尺寸,分析表明:分压器采用两头窄、中间宽的锥形过渡,在总长为200mm情况下,中间圆柱段直径为75mm,前过渡段锥角α=18°,后过渡段锥角β=24°时,其测量驻波比小于1.2.仿真结果为电阻分压器样机制作奠定了理论基础。4、根据仿真计算结果,制作了分压器样机,并用于实际测量其分压比特性、时域阻抗特性和频域驻波比特性。试验表明:分压器分压比误差小,传输性能好,能够满足高压纳秒脉冲测量的实际需要。