ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 5
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.5.6
УДК 621.373
о допустимой мощности автономного формирователя импульсного электромагнитного поля на основе мощного сверхвысокочастотного генератора
А. А. Волков
Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54 А
Статья поступила в редакцию 7 мая 2020 г.
Аннотация. Определены факторы, ограничивающие мощность автономного формирователя электромагнитного поля, построенного по схеме «источник питания – сверхвысокочастотный генератор». Получены выражения для оценки предельно допустимой мощности, обусловленной конечным энергетическим ресурсом источника питания и электрической прочностью воздуха в антенне генератора. Определен порядок выбора параметров излучения по критерию наибольшей мощности. Дана оценка предельно допустимой мощности формирователя электромагнитного поля на основе виркатора.
Ключевые слова: формирователь электромагнитного поля, сверхвысокочастотный генератор, параметры излучения.
Abstract. The efficiency of the electromagnetic field shapers in solving a number of applied problems directly depends on the power of the emitted pulses. When using the shaper in stand-alone mode, the energy supply of the power source, as a rule, cannot be replenished and the power of the generated pulses becomes dependent on their number, duration and repetition period. At the same time, the radiated power is always limited by the electrical breakdown of the air in the antenna during the removal of electromagnetic energy into the atmosphere. Breakdown power also depends on the number, duration and pulse repetition period. The aim of the work is to assess the maximum permissible power of the electromagnetic field shapers under conditions of restrictions on the energy supply of the power source and the electric strength of the atmosphere. The basis for solving the problem was the energy balance equation in the «power source – generator» system, the ratio between the electric field strength and power in the surface antenna, as well as the ratio between the breakdown level of the electric field strength and the parameters of the sequence of emitted pulses. The energy balance equation takes into account idle losses during pauses between pulses. As a result of solving the problem, expressions are obtained for estimating the maximum permissible power due to the final energy resource of the power source and the electric strength of the air in the antenna of the generator. The methodology for selecting the parameters of the pulse sequence according to the criterion of the highest radiated power is determined. It is established that with an increase of the duration of the pulses and (or) their number, the maximum permissible power of the shaper decreases, regardless of the limiting factor. For the repetition period, the maximum allowable power may have an optimum. The maximum permissible power of the electromagnetic field shaper based on the vircator was calculated. The coordinates of the optimum point were determined for the repetition period for different values of the pulse duration and their number in the packet. The results can be used to justify the requirements for the radiation parameters of the electromagnetic field shapers based on high-power microwave generators.
Key words: electromagnetic field shaper, microwave generator, radiation parameters.
Литература
1. Диденко А.Н. СВЧ-энергетика: Теория и практика. М.: Наука, 2003. 446 с.
5. Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 1957. 699 с.
6. Зарин А.С., Кузовников А.А., Шибков В.М. Свободно локализованный СВЧ-разряд в воздухе. М.: Нефть и газ, 1996. 204 с.
7. Дубинов А.Е., Селемир В.Д. Электронные приборы с виртуальным катодом // Радиотехника и электроника. 2002. Т.47. №6. С. 645–672.
8. Черепенин В.А. Релятивистские многоволновые СВЧ генераторы и их возможные применения // Успехи физических наук. 2006. Т.176. №10. С. 1124–1130.
9. Рухадзе А.А., Столбецов С.Д., Тараканов В.П. Виркаторы (обзор) // Радиотехника и электроника. 1992. Т.37. №3. С. 385–396.
10. Коровин С.Д., Пегель И.В., Полевин С.Д., Ростов В.В. Виркаторы. В кн. Вакуумная СВЧ электроника: Сборник обзоров. Нижний Новгород: Институт прикладной физики РАН, 2002. С. 149–152.
11. Барашенков В.С., Грачев Л.П., Есаков И.И., Костенко Б.Ф., Ходатаев В.К., Юрьев М.З. Пробой воздуха в нарастающем СВЧ поле // Журнал технической физики. 2000. Т.70. №10. С. 34–39.
Для цитирования:
Волков А.А. О допустимой мощности автономного формирователя импульсного электромагнитного поля на основе мощного сверхвысокочастотного генератора. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №5. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/may20/6/text.pdf. DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.5.6