RU2093950C1 - Способ генерации электромагнитного поля - Google Patents
Способ генерации электромагнитного поля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2093950C1 RU2093950C1 RU93030404A RU93030404A RU2093950C1 RU 2093950 C1 RU2093950 C1 RU 2093950C1 RU 93030404 A RU93030404 A RU 93030404A RU 93030404 A RU93030404 A RU 93030404A RU 2093950 C1 RU2093950 C1 RU 2093950C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- forming system
- generation
- accelerator
- electromagnetic field
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Способ генерации электромагнитного поля. Использование: испытание электронной аппаратуры на воздействие импульсных электромагнитных полей, импульсная радиолокация. Достигаемый технический результат: повышение верхней граничной частоты и амплитуды генерируемых полей. Сущность изобретения: генерация электромагнитного поля путем возбуждения импульсного электрического тока в полеобразующей системе. Для возбуждения тока используется проводка пучка заряженных частиц между соответствующими элементами полеобразующей системы. 5 ил.
Description
Изобретение относится к способам генерации импульсных электромагнитных полей и может быть использовано в технике импульсной радиолокации и при испытаниях радиоэлектронной аппаратуры на воздействие мощных электромагнитных полей.
Известны способы генерации электромагнитного поля, когда в материальной среде или вакууме размещают полеобразующую систему (антенну) и запитывают ее при помощи генератора, подключаемого к полеобразующей системе при помощи фидера.
Недостатками известных способов получения электромагнитной энергии являются:
ограниченная питающим фидером (его малым пробивным напряжением) мощность излучения;
трудность согласования передатчика, питающего фидера и антенны друг с другом.
ограниченная питающим фидером (его малым пробивным напряжением) мощность излучения;
трудность согласования передатчика, питающего фидера и антенны друг с другом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ генерации электромагнитного поля путем возбуждения импульсного электрического тока в полеобразующей системе с помощью электрического генератора импульсов напряжения.
Недостатки прототипа:
низкие амплитудные характеристики генерируемых полей из-за недостаточной электрической прочности сочленения между генератором и полеобразующей системой;
узкий частотный спектр генерируемого поля из-за отсутствия генераторов, на которых можно было бы получать короткие импульсы с крутым фронтом при высоких амплитудных характеристиках.
низкие амплитудные характеристики генерируемых полей из-за недостаточной электрической прочности сочленения между генератором и полеобразующей системой;
узкий частотный спектр генерируемого поля из-за отсутствия генераторов, на которых можно было бы получать короткие импульсы с крутым фронтом при высоких амплитудных характеристиках.
Достигаемый при осуществлении заявляемого способа технический результат заключается в увеличении амплитудных параметров и расширении спектрального состава генерируемого электромагнитного поля.
Технический результат достигается за счет того, что в известном способе генерации электромагнитного поля, заключающемся в возбуждении электрического тока в полеобразующей системе, новым является то, что возбуждение тока осуществляется путем проводки пучка заряженных частиц между соответствующими элементами полеобразующей системы.
Возбуждение тока в полеобразующей системе путем проводки пучка заряженных частиц позволяет:
при заданной верхней граничной частоте генерируемого поля повысить амплитуду электрической и магнитной компонент за счет устранения сочленения между полеобразующей системы и питающим ее устройством, что позволяет повысить электрическую прочность изоляции;
за счет быстрого нарастания наведенной проводимости промежутка между элементами полеобразующей системы, между которыми осуществляется проводка пучка (при осуществлении проводки в газовой среде), укоротить фронт и длительность генерируемого импульсного поля, что эквивалентно расширению спектрального состава генерируемого поля.
при заданной верхней граничной частоте генерируемого поля повысить амплитуду электрической и магнитной компонент за счет устранения сочленения между полеобразующей системы и питающим ее устройством, что позволяет повысить электрическую прочность изоляции;
за счет быстрого нарастания наведенной проводимости промежутка между элементами полеобразующей системы, между которыми осуществляется проводка пучка (при осуществлении проводки в газовой среде), укоротить фронт и длительность генерируемого импульсного поля, что эквивалентно расширению спектрального состава генерируемого поля.
Возбуждение пучком заряженных частиц электрического тока непосредственно в элементах полеобразующей системы в патентной и научно-технической литературе не обнаружено. Известны лишь факты применения электронных пучком для генерации электромагнитных колебаний в специальных электродинамических структурах с последующим выводом электромагнитной энергии через антенны.
На фиг. 1 и 2 показаны примеры схемно-конструктивной реализации предлагаемого способа генерации электромагнитного поля с использованием ускорителя электронов и полеобразующей системы в виде биконической и рупорной антенн соответственно; на фиг. 3 показан пример схемно-конструктивной реализации предлагаемого способа генерации поля с использованием ускорителя электронов и рамочной антенны; на фиг. 4 и 5 приведены осциллограммы электрического поля вблизи конусной антенны и частотный спектр этого поля.
Предлагаемый способ генерации электромагнитного поля включает в себя следующие операции:
размещение в материальной среде или вакууме полеобразующей системы;
возбуждение импульсного электрического тока в полеобразующей системе путем пропускания пучка заряженных частиц от одного элемента полеобразующей системы к другому.
размещение в материальной среде или вакууме полеобразующей системы;
возбуждение импульсного электрического тока в полеобразующей системе путем пропускания пучка заряженных частиц от одного элемента полеобразующей системы к другому.
Одно из устройств для осуществления предлагаемого способа содержит (см. фиг. 1) ускоритель электронов, катод которого показан поз.1, а анод поз.2, и систему полеобразования в виде биконической антенны, образованной конусом 3 и анодом 2. Электронный пучок 4 проводится через изоляционный промежуток между вершинами конусов и вводится в вершину конуса 3.
Второе устройство для осуществления предлагаемого способа содержит (см. фиг. 2) ускоритель электронов, катод которого показан поз1, а анод поз.2, и полеобразующую систему в виде плоского рупора, образуемого электродами 5 и 3. Анод 2 ускорителя соединен с нижним электродом 5 плоского рупора. Электронный пучок 4 проводится между электродами рупора у его вершины.
Третье устройство для осуществления предлагаемого способа содержит (см. фиг. 3) ускоритель электронов и полеобразующую систему в виде четырехсекционной проводящей рамки. Катод ускорителя показан поз.1, анод 2 ускорителя соединен с началом секций рамки. Концы 3 секций рамки соединены параллельно и расположены напротив выпускного отверстия в аноде параллельно и расположены напротив выпускного отверстия в аноде ускорителя. Электронный пучок 4 фокусируется непосредственно на "пятачке", соединяющем концы секций рамки.
Четвертое устройство для осуществления предлагаемого способа может содержать ускоритель электронов, анод которого соединяется с проводящей плоскостью, например землей или корпусом транспортного средства, и проводящий конус. Электронный пучок проводится в направлении от земли к верхушке проводящего конуса.
Все указанные устройства работают следующим образом. При проводке электронного пучка между элементами полеобразующей системы возникает импульс напряжения, амплитудно-временные характеристики которого определяются входным импедансом полеобразующей антенны (относительно точек проводки пучка), амплитудно-временными параметрами тока пучка, наведенной проводимостью изоляции между электродами:
где
входной импеданс излучателя антенны на частоте ω;
Rut шутнирующее сопротивление, обусловленное ионизацией воздушного промежутка между анодом ускорителя и вершиной конуса;
спектральная плотность тока пучка на частоте ω
Напряжение U можно рассматривать как некоторый генератор, запитывающий полеобразующую систему. Тогда процесс формирования поля в полеобразующей системе происходит точно так же, как и при запитке ее от традиционных электротехнических генераторов.
где
входной импеданс излучателя антенны на частоте ω;
Rut шутнирующее сопротивление, обусловленное ионизацией воздушного промежутка между анодом ускорителя и вершиной конуса;
спектральная плотность тока пучка на частоте ω
Напряжение U можно рассматривать как некоторый генератор, запитывающий полеобразующую систему. Тогда процесс формирования поля в полеобразующей системе происходит точно так же, как и при запитке ее от традиционных электротехнических генераторов.
Предназначаемый способ излучения электромагнитной энергии был опробован авторами на экспериментальном устройстве, содержащем промышленный ускоритель типа БЕТА и моноконус из медных проволочек. Диаметр основания конуса составляет 3 м, угол при вершине конуса 151o, длина воздушного промежутка между анодом ускорителя и вершиной конуса 3 см. Энергия электронов равнялась 200 кВ, амплитуда тока в пучке 2 кА, длительность фронта нарастания тока 0,5 нс, длительность импульса 2 нс.
В результате облучения конуса таким электронным пучком на расстоянии 2,5 м от вершины конуса было зарегистрировано импульсное электромагнитное поле с фронтом 0,4 нс, длительностью первой полуволны 1,2 нс и амплитудами электрической и магнитной компонент 80 кВ/м и 200 А/м, соответственно.
Отметим, что на существующих традиционных генераторах имитируются поля с фронтами на порядок хуже.
Claims (1)
- Способ генерации электромагнитного поля путем возбуждения импульсного электрического тока в антенне, отличающийся тем, что возбуждение тока осуществляют путем пропускания пучка заряженных частиц между точками питания антенны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030404A RU2093950C1 (ru) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | Способ генерации электромагнитного поля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93030404A RU2093950C1 (ru) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | Способ генерации электромагнитного поля |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93030404A RU93030404A (ru) | 1996-02-20 |
RU2093950C1 true RU2093950C1 (ru) | 1997-10-20 |
Family
ID=20142937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93030404A RU2093950C1 (ru) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | Способ генерации электромагнитного поля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2093950C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010098733A1 (ru) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | Kriuk Vitalii Grigorovich | Генератор избыточной электромагнитной энергии |
RU2454762C1 (ru) * | 2011-04-27 | 2012-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Устройство для излучения электромагнитных импульсов |
-
1993
- 1993-06-02 RU RU93030404A patent/RU2093950C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU, авторское свидетельство, 748592, кл. H 01 Q 1/00, 1980. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010098733A1 (ru) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | Kriuk Vitalii Grigorovich | Генератор избыточной электромагнитной энергии |
RU2454762C1 (ru) * | 2011-04-27 | 2012-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Устройство для излучения электромагнитных импульсов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mesyats et al. | High-power picosecond electronics | |
US3769600A (en) | Method of and apparatus for producing energetic charged particle extended dimension beam curtains and pulse producing structures therefor | |
Rostov et al. | Phase control in parallel channels of shock-excited microwave nanosecond oscillators | |
US3015032A (en) | Radiation generating device | |
Griskey et al. | Secondary-electron-emission instability in a plasma | |
RU2093950C1 (ru) | Способ генерации электромагнитного поля | |
Koshelev et al. | High-power ultrawideband radiation source with multielement array antenna | |
Roy et al. | Pulsewidth variation of an axial vircator | |
US5637150A (en) | Device and method for forming a plasma by application of microwaves | |
Choi et al. | Characteristics of diode perveance and vircator output under various anode-cathode gap distances | |
US3873930A (en) | Magnetically insulated capacitor, process for electrostatic energy storage and its applications | |
Novikov et al. | Plasma antenna for magneto cumulative generator | |
Wang et al. | Compact pulsed intense magnetic field generator for Shenguang-II upgrade laser facility | |
US4412150A (en) | Maser | |
Polyakov et al. | New Type of the Electron Emission Induced by the Electric Field | |
Heard | 20‐Kilovolt Delta‐Function Generator | |
Moran | High repetition rate LC oscillator | |
RU210996U1 (ru) | Импульсный генератор ТГц - излучения | |
Liziakin et al. | Revisiting the Luce diode in the context of recent research on multi-vircators with dielectric reflectors | |
US4035683A (en) | High voltage electric switch with trigger electrodes integral with main discharge electrodes | |
US11810763B2 (en) | Distributed ground single antenna ion source | |
Gekelman et al. | Measurement of magnetic helicity during the disruption of a neutral current sheet | |
RU1304694C (ru) | Способ создания плазменных антенн и устройство для его осуществления | |
RU2119208C1 (ru) | Устройство для получения пучка ионов | |
Sood | Design of bounded wave NEMP (RS105) test simulator |