RU2185012C1

RU2185012C1 - Device for feeding high-voltage pulses into tem- horn antenna

Info

Publication number: RU2185012C1
Application number: RU2001111370A
Authority: RU
Inventors: К.Ю. Сахаров; А.А. Соколов; О.В. Михеев; В.А. Туркин
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-07-10

Abstract

FIELD: antenna engineering. SUBSTANCE: device has coaxial input line matched with identical flexible two-wire output lines. External electrode on finish of input line is shortened to length l. Each wire of output line has round-section conductor in cylindrical insulator. Cylindrical insulators in each output line are contiguous through their length. Start of one of output-line wires is disposed in input-line division zone on length L so that cylindrical insulators of this wire and of output line are contiguous and conductor of this wire is connected to external electrode of input line; second conductor of this output line is connected to internal electrode. Cylindrical insulators have recess of at least half the length L on horn side. This recess receives insulating plate whose thickness is not greater than half the diameter of cylindrical insulator; this plate protrudes along horn symmetry axis through length not less than length of recess and in transverse direction it is twice as long. EFFECT: enhanced reliability of device. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для ввода высоковольтных (ВВ) импульсов напряжения в n ТЕМ-рупорную антенну, составляющую, например, фазированную решетку и предназначенную для направленного излучения импульсов электромагнитного поля, и может быть использовано как в радиолокации, так и при исследовании воздействия излучения на среды и объекты. The invention relates to devices for inputting high-voltage (BB) voltage pulses into an n TEM horn antenna, comprising, for example, a phased array and designed for directional emission of electromagnetic field pulses, and can be used both in radar and in studying the effects of radiation on media and objects.

Известно устройство для передачи ввода ВВ импульсов напряжения в ТЕМ-рупорную антенну, содержащее коаксиальную входную линию, внутренний электрод которой связан с одним из электродов, образующих рупор антенны, а внешний электрод - с другим электродом рупора антенны [1] (фиг.9а]. A device is known for transmitting the input of explosive voltage pulses to a TEM horn antenna, comprising a coaxial input line, the inner electrode of which is connected to one of the electrodes forming the horn of the antenna, and the external electrode is connected to the other electrode of the horn of the antenna [1] (Fig. 9a).

Недостатком устройства является то, что оно обеспечивает ввод ВВ импульсов напряжения в однорупорную антенну, не имеющую узконаправленного излучения, что ограничивает диапазоны применения таких устройств. The disadvantage of this device is that it provides the input of explosive voltage pulses into a unicorn antenna that does not have narrow radiation, which limits the application ranges of such devices.

Также известно устройство для ввода высоковольтных импульсов напряжения в n ТЕМ-рупорную антенну, являющееся наиболее близким к описываемому, содержащее коаксиальную входную линию, имеющую внутренний электрод, коаксиальный ему наружный электрод и диэлектрик между ними, входная линия электрически соединена и согласована с п выходными линиями, предназначенными для подсоединения к ТЕМ-рупорам антенны, при этом все выходные линии выполнены идентичными и гибкими, каждая выходная линия выполнена двухпроводной, и каждый из проводов этой линии на ее выходе предназначен для подсоединения к одному из двух электродов, образующих соответствующий ТЕМ-рупор антенны, причем каждый из проводов выходной линии выполнен полосковым [2]. It is also known a device for inputting high voltage voltage pulses into an n TEM horn antenna, which is closest to the described one, containing a coaxial input line having an internal electrode, a coaxial external electrode and a dielectric between them, the input line is electrically connected and matched with n output lines, designed to connect to the TEM horns of the antenna, while all output lines are identical and flexible, each output line is two-wire, and each of the wires of this line and at its output for connection to one of the two electrodes constituting the respective TEM horn antenna, each of the wires stripe formed output line [2].

Известное устройство обеспечивает создание узкой диаграммы направленности антенны и, как следствие, повышение КПД излучения по оси излучения, что расширяет диапазон применения таких устройств по сравнению с [1]. The known device provides for the creation of a narrow radiation pattern of the antenna and, as a result, an increase in the radiation efficiency along the radiation axis, which expands the range of application of such devices compared to [1].

Недостатком известного устройства является его низкая надежность, так как оно выполнено на полосковых линиях, которые обладают краевым эффектом, то есть меньшей электропрочностью, требуют сложной технологии изготовления для достижения прецизионности выполнения всей сложной геометрии устройства-делителя, иначе наступает рассогласование волнового сопротивления линии передачи и ввода ВВ импульсов напряжения в антенну и, как следствие, снижение амплитуды и дальности излучаемых антенной сигналов, т.е. уменьшение надежности работы устройства. A disadvantage of the known device is its low reliability, since it is made on strip lines that have an edge effect, that is, less electrical strength, require complex manufacturing techniques to achieve precision in performing all the complex geometry of the divider device, otherwise the wave impedance of the transmission and input lines BB voltage pulses in the antenna and, as a consequence, a decrease in the amplitude and range of the signals emitted by the antenna, i.e. reduced reliability of the device.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. The aim of the invention is to increase the reliability of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ввода высоковольтных импульсов напряжения в n ТЕМ-рупорную антенну, содержащем коаксиальную входную линию, имеющую внутренний электрод, коаксиальный ему наружный электрод и диэлектрик между ними, входная линия электрически соединена и согласована с n выходными линиями, предназначенными для подсоединения к ТЕМ-рупорам антенны, при этом все выходные линии выполнены идентичными и гибкими, каждая выходная линия выполнена двухпроводной, и каждый из проводов этой линии на ее выходе предназначен для подсоединения к одному из двух электродов, образующих соответствующий ТЕМ-рупор антенны, согласно изобретению на конце входной линии со стороны ее соединения с выходными линиями наружный электрод выполнен укороченным на длину L относительно диэлектрика и внутреннего электрода, каждый из проводов выходной линии выполнен в виде электрического проводника круглого сечения, заключенного в цилиндрическом диэлектрике с диаметром цилиндра D, в каждой выходной линии два упомянутых цилиндрических диэлектрика соприкасаются между собой по длине проводов, проводник одного из проводов своим началом электрически соединен с концом внутреннего электрода входной линии, а начало второго провода размещено на упомянутом конце входной линии на длине L так, что цилиндрический диэлектрик этого провода соприкасается на этой длине с диэлектриком входной линии, а начало проводника этого провода электрически соединено с концом наружного электрода входной линии, при этом на конце каждой выходной линии со стороны, обращенной к соответствующему ТЕМ-рупору, вдоль линии упомянутого соприкосновения цилиндрических диэлектриков, совпадающей на выходе с осью симметрии ТЕМ-рупора, выполнен продольный вырез длиной не менее половины длины L и толщиной не более половины диаметра D, в вырез помещена изолирующая пластина, которая имеет выступающую из выреза часть, предназначенную для размещения по оси симметрии ТЕМ-рупора между его электродами, при этом выступающая часть имеет размер вдоль оси симметрии ТЕМ-рупора не менее длины выреза, и удвоенное значение этой длины пластина имеет в направлении, перпендикулярном указанной оси симметрии. This goal is achieved by the fact that in the device for inputting high voltage voltage pulses into the n TEM horn antenna containing a coaxial input line having an internal electrode, a coaxial external electrode and a dielectric between them, the input line is electrically connected and matched with n output lines intended for connecting to the TEM horns of the antenna, while all the output lines are identical and flexible, each output line is two-wire, and each of the wires of this line at its output assigned to one of the two electrodes forming the corresponding TEM horn of the antenna, according to the invention, at the end of the input line from the side of its connection with the output lines, the outer electrode is made shortened by a length L relative to the dielectric and the inner electrode, each of the wires of the output line is made in the form a circular circular electric conductor enclosed in a cylindrical dielectric with a cylinder diameter D, in each output line, the two mentioned cylindrical dielectrics are in contact between both along the length of the wires, the conductor of one of the wires with its beginning is electrically connected to the end of the input line inner electrode, and the beginning of the second wire is placed at the said end of the input line at a length L so that the cylindrical dielectric of this wire is in contact with the input line dielectric at this length, and the beginning of the conductor of this wire is electrically connected to the end of the outer electrode of the input line, while at the end of each output line from the side facing the corresponding TEM horn, along the line of the aforementioned the contact of cylindrical dielectrics coinciding at the exit with the axis of symmetry of the TEM horn, a longitudinal cut is made of a length of at least half the length L and a thickness of not more than half the diameter D, an insulating plate is placed in the cut-out, which has a part protruding from the cut-out, designed to be placed along the symmetry axis The TEM horn between its electrodes, the protruding part having a dimension along the symmetry axis of the TEM horn is not less than the cutout length, and the plate has double the value of this length in the direction perpendicular to the indicated axis of symmetry.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве выходные линии выполнены круглого сечения и организована зона разделения входной линии на n выходных, а также зона перехода непосредственно к рупорам антенны с обеспечением требуемой электропрочности и согласованности волновых сопротивлений всех элементов линий, что обеспечивает повышение надежности работы устройства при вводе ВВ импульсов напряжения в n ТЕМ-рупорную антенну. The essence of the invention lies in the fact that in the device the output lines are made of circular cross-section and a zone for separating the input line at n output, as well as a transition zone directly to the horns of the antenna, ensuring the required electrical strength and consistency of wave impedances of all elements of the lines, which improves the reliability of the device upon input of the explosive voltage pulses into the n TEM horn antenna.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства для ввода ВВ импульсов напряжения в n ТЕМ-рупорную антенну. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a device for introducing explosive voltage pulses into an n TEM horn antenna.

На фиг.2 - вид А фиг.1. Figure 2 is a view A of figure 1.

На фиг.3 - в сечении по Б-Б фиг.1 в качестве примера n=4. In Fig.3 - in section along BB of Fig.1 as an example, n = 4.

Устройство для ввода высоковольтных импульсов напряжения в n ТЕМ-рупорную антенну содержит коаксиальную входную линию с волновым сопротивлением Z_вх, имеющую внутренний электрод 1, коаксиальный ему наружный электрод 2 и диэлектрик 3 между ними. Заданное значение волнового сопротивления Z_вх сформировано выбором соотношения диаметров: 2а - диаметр внутренней поверхности электрода 2, и 2b - диаметр наружной поверхности электрода 1 - по известной зависимости (см. , например, "Справочник по элементам волноводной техники", А.Л. Фельдштейн и др., М., "Сов. Радио", 1967 г., с.94) [3]:

где ε - диэлектрическая проницаемость среды между электродами 1 и 2. Входная линия электрически соединена и согласована с n выходными линиями 4, предназначенными для подсоединения к n ТЕМ-рупорам 5 антенны. Волновое сопротивление Z_вых каждой выходной линии соответствует зависимости Z_вых=nZ_вх. Все выходные линии 4 выполнены идентичными и гибкими, а каждая выходная линия 4 выполнена двухпроводной. Каждый из проводов 6, 7 этой линии на ее выходе предназначен для подсоединения к одному их двух электродов 8, 9, образующих соответствующий ТЕМ-рупор антенны. На конце входной линии со стороны ее соединения с выходными линиями наружный электрод 2 выполнен укороченным на длину L относительно диэлектрика 3 и внутреннего электрода 1. Величина L определена из условия обеспечения электрической прочности между разнопотенциальными электродами (между электродом 1 и проводом 6) в зоне разделения входной линии на n выходных линий. Величина L может быть определена по известной графической зависимости длины изоляционного промежутка от напряжения на нем (см., например, "Изоляция аппаратов высокого напряжения", А.М. Залесский и др. М. - Л., Госэнергетическое изд-во, 1961 г., с. 179-180, рис. 13-1). В указанной ссылке эта длина дана для статического напряжения, однако, как показали эксперименты, она достаточно обеспечивает электрическую прочность в рассматриваемой зоне разделения входной линии и для импульсного напряжения. Каждый из проводов 6 и 7 выходной линии выполнен в виде электрического проводника соответственно 10, 11 круглого сечения, заключенного в цилиндрическом диэлектрике соответственно 12, 13 с диаметром D цилиндра. В каждой выходной линии два упомянутых цилиндрических диэлектрика 12 и 13 соприкасаются между собой (по линии 0-0') по длине проводов. Проводник 11 одного из проводов своим началом электрически соединен с концом внутреннего электрода 1 входной линии, а начало второго провода 6 размещено на упомянутом конце входной линии на длине L так, что цилиндрический диэлектрик 12 этого провода соприкасается на этой длине с диэлектриком 3 входной линии. Начало проводника 10 этого провода электрически соединено с концом наружного электрода 2 входной линии, при этом на конце каждой выходной линии со стороны, обращенной к соответствующему ТЕМ-рупору 5, вдоль линии 0-0' упомянутого соприкосновения цилиндрических диэлектриков 12 и 13, совпадающей на выходе утройства с осью 0'-0" симметрии ТЕМ-рупора, выполнен продольный вырез 14, длина l₁ которого не менее половины длины L, а толщина h не более половины диаметра D. Значение h выбрано эмпирически по условию обеспечения электропрочности. Если h>D/2, то может возникнуть пробой в толще диэлектрика. В вырез помещена изолирующая пластина 15, которая имеет выступающую из выреза часть 16, предназначенную для размещения по оси симметрии 0'-0" ТЕМ-рупора между его электродами 8 и 9 (на равном расстоянии от них). Выступающая часть 16 имеет размер l₂ вдоль оси симметрии ТЕМ-рупора не менее длины l₁ выреза, и удвоенное значение длины l₂ (на фиг.2 - длина l₃) пластина 15 имеет в направлении, перпендикулярном указанной оси 0'-0" симметрии.A device for inputting high voltage voltage pulses into an n TEM horn antenna comprises a coaxial input line with a wave impedance Z _I having an internal electrode 1, an external electrode 2 coaxial to it, and a dielectric 3 between them. The specified value of the wave impedance Z _{in is} formed by the choice of the ratio of diameters: 2a is the diameter of the inner surface of the electrode 2, and 2b is the diameter of the outer surface of the electrode 1 according to the known dependence (see, for example, "Guide to the elements of waveguide technology", A. L. Feldstein and others, M., "Sov. Radio", 1967, p. 94) [3]:

where ε is the dielectric constant of the medium between the electrodes 1 and 2. The input line is electrically connected and matched with n output lines 4, designed to connect to the n TEM horns 5 of the antenna. The wave resistance Z _{o of} each output line corresponds to the dependence Z _o = nZ _in . All output lines 4 are made identical and flexible, and each output line 4 is two-wire. Each of the wires 6, 7 of this line at its output is designed to connect to one of two electrodes 8, 9, which form the corresponding TEM horn of the antenna. At the end of the input line from the side of its connection with the output lines, the outer electrode 2 is made shortened by a length L relative to the dielectric 3 and the inner electrode 1. The value of L is determined from the condition for ensuring the electric strength between the different potential electrodes (between the electrode 1 and the wire 6) in the separation zone of the input lines on n output lines. The value of L can be determined by the well-known graphic dependence of the length of the insulating gap on the voltage on it (see, for example, "Isolation of high-voltage apparatuses", A.M. Zalessky et al. M. - L., State Power Engineering Publishing House, 1961 ., p. 179-180, Fig. 13-1). In this reference, this length is given for static voltage, however, experiments have shown that it sufficiently provides electric strength in the considered separation zone of the input line and for pulsed voltage. Each of the wires 6 and 7 of the output line is made in the form of an electric conductor 10, 11, respectively, of circular cross section, enclosed in a cylindrical dielectric, respectively 12, 13 with a diameter D of the cylinder. In each output line, the two mentioned cylindrical dielectrics 12 and 13 are in contact with each other (along the line 0-0 ') along the length of the wires. The conductor 11 of one of the wires with its beginning is electrically connected to the end of the inner electrode 1 of the input line, and the beginning of the second wire 6 is placed on the said end of the input line at a length L so that the cylindrical dielectric 12 of this wire is in contact with the dielectric 3 of the input line at this length. The beginning of the conductor 10 of this wire is electrically connected to the end of the outer electrode 2 of the input line, while at the end of each output line from the side facing the corresponding TEM horn 5, along the line 0-0 'of the contact of the cylindrical dielectrics 12 and 13, matching at the output devices with the axis of symmetry 0'-0 "of the TEM horn, a longitudinal cutout 14 is made, the length l _{1 of} which is at least half the length L and the thickness h is not more than half the diameter D. The value of h is chosen empirically according to the condition of ensuring electric strength. If h> D / 2, then maybe in a breakdown in the thickness of the dielectric. An insulating plate 15 is placed in the cutout, which has a part 16 protruding from the cutout, designed to be placed along the axis of symmetry 0'-0 "TEM horn between its electrodes 8 and 9 (at an equal distance from them). The protruding part 16 has a size l ₂ along the axis of symmetry of the TEM horn of at least the length l _{1 of the} cut-out, and the double value of the length l ₂ (in FIG. 2 is the length l ₃ ) of the plate 15 has a direction perpendicular to the specified axis 0'-0 " symmetry.

Величина волнового сопротивления Z_вых каждой двухпроводной выходной линии задана волновым сопротивлением ТЕМ-рупора - Z_руп. Достижение равенства Z_вых= Z_руп обеспечено выбором соотношения диаметров: D-диаметр цилиндрического диэлектрика 12, 13 и d - диаметр проводника 10, 11, например, по известной из [3 ], стр.93 зависимости:

где ε₁ - диэлектрическая проницаемость цилиндрического диэлектрика 12, 13. При этом в данной зависимости с учетом двух соприкасающихся цилиндрических диэлектриков, согласно экспериментам, значения Z_вых выше в пределах 10%.The magnitude of the wave impedance Z _O of each two-wire output line specified characteristic impedance TEM horn - Z _RUE. The achievement of the equality Z _o = Z _{rp is} provided by the choice of the ratio of diameters: D-diameter of the cylindrical dielectric 12, 13 and d is the diameter of the conductor 10, 11, for example, according to the dependence known from [3], p. 93:

where ε ₁ is the dielectric constant of the cylindrical dielectric 12, 13. Moreover, according to the experiments, taking into account two adjacent cylindrical dielectrics, the values of Z _{o are} higher within 10%.

Электрическое соединение входных концов проводников 10, 11 с соответствующими электродами 1 и 2 может быть выполнено, например, пайкой или с помощью проводящих шайб 17 и 18, в которых выполнены отверстия 19, 20, и в них заложены и запаяны концы соответствующих проводников 10, 11, а сами шайбы 17 и 18 своими центральными отверстиями 21, 22 припаяны к электродам 2 и 1 соответственно. The electrical connection of the input ends of the conductors 10, 11 with the corresponding electrodes 1 and 2 can be performed, for example, by soldering or using conductive washers 17 and 18, in which holes 19, 20 are made, and the ends of the corresponding conductors 10, 11 are laid and sealed in them and the washers 17 and 18 themselves with their central holes 21, 22 are soldered to the electrodes 2 and 1, respectively.

Выходные концы проводников 10, 11 предназначены для соединения с электродами 8, 9 рупора 5. При этом расстояние между этими концами соответствует величине D. Это расстояние не изменяется и в точке пересечения (прикрепления, например, пайкой) проводников 10, 11 к электродам 8 и 9 ТЕМ-рупора. Таким образом, минимальное расстояние между электродами 8 и 9 равно D. Это обеспечивает оптимальность согласования волновых сопротивлений в точках соединения. The output ends of the conductors 10, 11 are intended to be connected to the electrodes 8, 9 of the horn 5. Moreover, the distance between these ends corresponds to the value D. This distance does not change at the point of intersection (attachment, for example, by soldering) of the conductors 10, 11 to the electrodes 8 and 9 TEM-horn. Thus, the minimum distance between the electrodes 8 and 9 is D. This ensures optimal matching of the wave impedances at the connection points.

Чтобы обеспечить одинаковую поляризацию выходного вектора напряженности ТЕМ-рупоров многорупорной антенны, возможны скручивающие повороты выходных линий, что обеспечено их гибкостью. При этих поворотах соответствующие значения волновых сопротивлений Z_вых не меняются, так как не меняется размер поперечного сечения линии.In order to ensure the same polarization of the output intensity vector of the TEM horns of a multi-antenna antenna, twisting turns of the output lines are possible, which is ensured by their flexibility. During these rotations, the corresponding values of the wave resistances Z _o do not change, since the size of the cross section of the line does not change.

На фиг. 3 показаны для примера четыре выходные линии. Необходимое число линий формируется вокруг входной линии на участке длиной L. In FIG. 3 shows, for example, four output lines. The required number of lines is formed around the input line in a section of length L.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

ВВ импульсы напряжения поступают в устройство от генератора ВВ импульсов напряжения (не показан) и передаются во входной линии по электродам 1 и 2. В зоне соединения входной и n выходных линий импульс напряжения распределяется на длине L между электродом 1 и каждым проводником 10 соответствующей двухпроводной выходной линии 4, а после прохождения участка длиной L - между проводниками 10 и 11 этой выходной линии. Затем, пройдя соответствующую выходную двухпроводную линию, импульс поступает на электроды 8, 9 соответствующего ТЕМ-рупора 5 антенны. После чего антенна, составляющая, например, фазированную решетку, излучает направленный импульс заданной амплитуды. BB voltage pulses are supplied to the device from a BB voltage pulse generator (not shown) and transmitted in the input line through electrodes 1 and 2. In the connection area of the input and n output lines, the voltage pulse is distributed over the length L between the electrode 1 and each conductor 10 of the corresponding two-wire output line 4, and after passing a section of length L - between the conductors 10 and 11 of this output line. Then, having passed the corresponding output two-wire line, the pulse is supplied to the electrodes 8, 9 of the corresponding TEM horn 5 of the antenna. After that, the antenna, comprising, for example, a phased array, emits a directed pulse of a given amplitude.

Поскольку все волновые сопротивления участков устройства согласованы, импульс в устройстве передается от генератора и вводится в антенну практически не измененным по амплитуде и форме. Since all wave impedances of the device sections are matched, the pulse in the device is transmitted from the generator and is introduced into the antenna with practically no change in amplitude and shape.

За счет того, что на конце входной линии укорочением наружного электрода на длину L образована зона соединения входной и выходной линий, где соприкасаются цилиндрические диэлектрики разнополярных электродов, а соединение соответствующих электродов входной линии с проводниками выходной линии разнесены на длину L, обеспечена электрическая межэлектродная прочность этой зоны с одновременным согласованием волновых сопротивлений зоны соединения, что повышает надежность работы устройства. Due to the fact that at the end of the input line by shortening the outer electrode by the length L, a zone of connection of the input and output lines is formed, where cylindrical dielectrics of bipolar electrodes are in contact, and the connection of the corresponding electrodes of the input line with the conductors of the output line is separated by a length L, the electric interelectrode strength of this zones with simultaneous coordination of wave impedances of the connection zone, which increases the reliability of the device.

При этом за счет того, что каждый из проводов выходной линии выполнен в виде электрического проводника круглого сечения, заключенного в цилиндрическом диэлектрике, в устройстве отсутствуют краевые эффекты, свойственные прототипу, имеющие полосковые линии, при этом напряженность поля на электродах уменьшается, что повышает электрическую прочность устройства и, как следствие, повышает надежность работы устройства. Moreover, due to the fact that each of the wires of the output line is made in the form of an circular circular electric conductor enclosed in a cylindrical dielectric, the device does not have edge effects characteristic of the prototype having strip lines, while the field strength at the electrodes decreases, which increases the electric strength devices and, as a result, increases the reliability of the device.

Одновременно за счет того, что выбраны цилиндрические соприкасающиеся по длине диэлектрика, обеспечивающие требуемую электрическую прочность устройства, обеспечена возможность поворота выходных линий при скручивании (для обеспечения необходимой полярности электродов ТЕМ-рупоров) без изменения волнового сопротивления этих линий, что повышает надежность работы устройства. At the same time, due to the fact that the cylindrical dielectric contacting along the length, which provide the required electric strength of the device, is selected, the output lines can be rotated during twisting (to ensure the necessary polarity of the TEM-speaker electrodes) without changing the wave impedance of these lines, which increases the reliability of the device.

За счет того, что длины поверхностей диэлектрических промежутков на участке длиной L и по пластине 15, вдоль которых может распространяться поверхностный пробой, выбраны, по крайней мере, одинаковыми, обеспечена, по крайней мере, равная электрическая прочность обоих узлов перехода (входная линия -выходная линия и выходная линия - рупор), что повышает надежность устройства. Due to the fact that the lengths of the surfaces of the dielectric gaps in a section of length L and along the plate 15 along which a surface breakdown can propagate are chosen at least the same, at least equal dielectric strength of both transition nodes is ensured (input line is output line and output line - shout), which increases the reliability of the device.

Наличие выреза 14 и установленной в нем описанным образом пластины 15 обеспечивает электропрочность соединения выходной линии с рупором, а возможность соединения концов проводников 10, 11 с электродами 8, 9 рупора на расстоянии D за счет совпадения линии соприкосновения цилиндрических диэлектриков на выходе линии с осью симметрии ТЕМ-рупора обеспечивает согласование волновых сопротивлений выходной линии и рупора, что повышает надежность устройства. The presence of the cutout 14 and the plate 15 installed in it in the described manner provides electric strength of the output line connection with the horn, and the possibility of connecting the ends of the conductors 10, 11 with the speaker electrodes 8, 9 at a distance D due to the coincidence of the contact line of cylindrical dielectrics at the output of the line with the TEM axis of symmetry -horn provides matching wave impedances of the output line and the horn, which increases the reliability of the device.

Пример выполнения устройства. An example of the device.

При изготовлении устройства заявителем были использованы:
входная линия - кабель РК 50-9-11 (медные провода внешним диаметром 2,7 мм, изоляция - полиэтилен. Z_вх=50 Ом);
электроды 10, 11 - медные провода диаметром 3 мм, цилиндрическая изоляция диаметром D=10 мм, Z_вых ≅ 200 Oм;
пластина 15 - стеклотекстолит l₁=3 см; l₂=3 см; h=3 мм; l₃=6 см;
генератор ВВ импульсов напряжения - маслонаполненный искровой разрядник, разработки заявителя.In the manufacture of the device by the applicant were used:
input line - cable RK 50-9-11 (copper wires with an external diameter of 2.7 mm, insulation - polyethylene. Z _input = 50 Ohms);
Electrodes 10, 11 - copper wire with a diameter of 3 mm, a cylindrical insulation diameter D = 10 mm, Z _O ≅ 200 ohms;
plate 15 - fiberglass l ₁ = 3 cm; l ₂ = 3 cm; h = 3 mm; l ₃ = 6 cm;
generator of explosive voltage pulses - oil-filled spark gap, developed by the applicant.

Количество линий равно числу рупоров, равно 4. The number of lines equal to the number of horns is 4.

Передаваемый импульс имеет амплитуду 50 кВ, фронт 0,2 нc, длительность ~ 3 нc. The transmitted pulse has an amplitude of 50 kV, a front of 0.2 ns, a duration of ~ 3 ns.

Генератор связан с описываемым устройством через один из выходов коаксиального трансформатора на неоднородной линии, разработки заявителя (патент 2149485, кл. Н 01 Р 5/12, 1999 г.). The generator is connected with the described device through one of the outputs of the coaxial transformer on a non-uniform line, developed by the applicant (patent 2149485, CL H 01 P 5/12, 1999).

Излучение поступает на измерительный полосковый датчик, разработки заявителя и регистратор типа СРГ7. The radiation arrives at the measuring strip sensor, developed by the applicant and the registrar type SRG7.

По данным измерения сигнал, переданный на 4-х ТЕМ-рупорную антенну, форму не изменил. Амплитуда передаваемого сигнала в течение всего периода измерений оставалась в пределах заданной погрешности измерения. Число переданных импульсов составило 10⁸. В процессе передачи импульсов электропробоев в линии передачи не было.According to the measurement data, the signal transmitted to the 4 TEM horn antenna did not change its shape. The amplitude of the transmitted signal during the entire measurement period remained within the specified measurement error. The number of transmitted pulses was 10 ⁸ . During the transmission of pulses of electrical breakdowns in the transmission line was not.

Для сравнения необходимо отметить, что по данным заявителя устройство-прототип не обеспечивает передачу импульса амплитудой 50 кВ, так как в выходных полосковых линиях наступает электрический пробой. При передаче импульсов амплитудой 30 кВ в устройстве-прототипе без пробоев были переданы ~ 10⁴ импульсов.For comparison, it should be noted that according to the applicant, the prototype device does not provide a pulse transmission with an amplitude of 50 kV, since an electrical breakdown occurs in the output strip lines. When transmitting pulses with an amplitude of 30 kV in the prototype device without breakdowns, ~ 10 ⁴ pulses were transmitted.

Вывод: описанное устройство для ввода ВВ импульсов напряжения в n ТЕМ-рупорную антенну по сравнению с прототипом обладает большей надежностью работы, что позволяет использовать его в составе антенных устройств направленного излучения в широком спектре радиолокации и при воздействии излучения на среды и объекты. Conclusion: the described device for introducing explosive voltage pulses into the n TEM horn antenna has greater reliability compared to the prototype, which allows it to be used as part of directional radiation antenna devices in a wide range of radar and when radiation is exposed to media and objects.

Источники информации
1. Proceedings of the 4^th Ultra-Wideband Short-Pulse Electromagnetics Conference, held June 14-19, 1998, in Tel Aviv, Israel, p.5. Fig. 9a.Sources of information
1. Proceedings of the 4 ^th Ultra-Wideband Short-Pulse Electromagnetics Conference, held June 14-19, 1998, in Tel Aviv, Israel, p. 5. Fig. 9a.

2. Там же, Fig. 9c, d - прототип. 2. Ibid., Fig. 9c, d is a prototype.

Claims

A device for inputting high-voltage voltage pulses into a TEM horn antenna, comprising a coaxial input line having an internal electrode, a coaxial external electrode and a dielectric between them, the input line is electrically connected and matched with output lines for connecting to the TEM horns of the antenna, all output lines are identical and flexible, each output line is two-wire, and each of the wires of this line at its output is designed to connect to one of two electrodes forming the corresponding TEM horn of the antenna, characterized in that at the end of the input line from the side of its connection with the output lines, the outer electrode is made shortened by a length L relative to the dielectric and the inner electrode, each of the wires of the output line is made in the form of a circular circular electric conductor, enclosed in a cylindrical dielectric with a cylinder diameter D, in each output line two of the aforementioned cylindrical dielectrics are in contact with each other along the length of the wires, the conductor of one of the beginning of the wires is electrically connected to the end of the inner electrode of the input line, and the beginning of the second wire is placed on the said end of the input line at a length L so that the cylindrical dielectric of this wire is in contact with the dielectric of the input line at this length, and the beginning of the conductor of this wire is electrically connected to the end the outer electrode of the input line, while at the end of each output line from the side facing the corresponding TEM horn, along the line of contact of the cylindrical dielectric s, coinciding at the exit with the axis of symmetry of the TEM horn, a longitudinal cut is made with a length of at least half the length L and a thickness of not more than half the diameter D, an insulating plate is placed in the cutout, which has a part protruding from the cutout that is designed to be placed along the TEM symmetry axis the horn between its electrodes, the protruding part having a dimension along the axis of symmetry of the TEM horn is not less than the length of the cut, and the plate has double the value of this length in the direction perpendicular to the specified axis of symmetry.