RU2520374C1 - Method for pulse length reduction of powerful shf radiation and method for its implementation - Google Patents
Method for pulse length reduction of powerful shf radiation and method for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520374C1 RU2520374C1 RU2013107567/08A RU2013107567A RU2520374C1 RU 2520374 C1 RU2520374 C1 RU 2520374C1 RU 2013107567/08 A RU2013107567/08 A RU 2013107567/08A RU 2013107567 A RU2013107567 A RU 2013107567A RU 2520374 C1 RU2520374 C1 RU 2520374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shf
- microwave
- gas
- radiation
- waveguide
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области СВЧ волноводной техники и может быть применена в радиолокационной технике.The group of inventions relates to the field of microwave waveguide technology and can be used in radar technology.
Известны способ и устройство формирования мощных коротких СВЧ-импульсов [1], включающий возбуждение маломощного СВЧ-сигнала, усиление и модуляцию СВЧ-сигнала, селекцию сигнала с частотой несущего колебания f0 и фазой φ0, производя полосовую частотную и/или фазовую фильтрацию модулированного СВЧ-сигнала, затем полученный сигнал усиливают и повторно фильтруют, осуществляя селекцию мощного сигнала с частотой несущего колебания f0 и фазой φ0.A known method and device for generating powerful short microwave pulses [1], including the excitation of a low-power microwave signal, amplification and modulation of a microwave signal, selection of a signal with a carrier frequency f 0 and phase φ 0 , performing band-pass frequency and / or phase filtering of modulated The microwave signal, then the received signal is amplified and re-filtered, selecting a powerful signal with a carrier frequency f 0 and phase φ 0 .
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются способ и устройство генерирования волны СВЧ-диапазона, излучаемой короткими импульсами [2]. Способ заключается в формировании коротких импульсов излучения СВЧ из непрерывного путем поджига лазерным излучением плазменного образования в волноводной секции, заполненной определенным газом при низком давлении, которое вызывает полное отражение падающего излучения СВЧ и соответственно прерывание проходящей волны СВЧ. Недостатком данного устройства является то, что заполнение участка волновода газом при низком давлении уменьшает его (волновода) пробивную прочность и для поджига плазмы используется лазерное излучение.Closest to the technical nature of the claimed invention are a method and apparatus for generating a microwave wave range emitted by short pulses [2]. The method consists in the formation of short pulses of microwave radiation from a continuous plasma laser ignition of a plasma formation in a waveguide section filled with a certain gas at low pressure, which causes a complete reflection of the incident microwave radiation and, accordingly, interrupt the transmitted microwave wave. The disadvantage of this device is that filling the waveguide section with gas at low pressure reduces its breakdown strength (waveguide) and laser radiation is used to ignite the plasma.
Задачей данного изобретения является сокращение длительности микросекундного импульса мощного СВЧ излучения до 10 нс и менее.The objective of the invention is to reduce the duration of a microsecond pulse of high-power microwave radiation to 10 ns or less.
Способ сокращения длительности импульса мощного СВЧ излучения, при котором импульс СВЧ излучения заводят в волноводную секцию с газонаполненными трубками, под действием падающего мощного СВЧ излучения в газонаполненных трубках возбуждают СВЧ разряды, что приводит к образованию электромагнитной полосовой структуры и к сужению импульса, при этом мощность падающего СВЧ излучения превышает необходимую для СВЧ пробоя в трубках.A method of reducing the pulse duration of high-power microwave radiation, in which a microwave pulse is led into a waveguide section with gas-filled tubes, microwave discharges are excited by incident high-power microwave radiation in gas-filled tubes, which leads to the formation of an electromagnetic strip structure and narrowing of the pulse, while the incident power Microwave radiation exceeds the necessary for microwave breakdown in the tubes.
Способ сокращения длительности импульса мощного СВЧ излучения реализуется с помощью устройства.A method of reducing the pulse duration of high-power microwave radiation is implemented using the device.
Устройство для сокращения длительности импульса мощного СВЧ излучения, содержащее волноводную секцию с тремя газонаполненными трубками, одной своей стороной через коаксиально-волноводный переход и ферритовый вентиль подключенную к выходу СВЧ генератора, а другой стороной через коаксиально-волноводный переход и ферритовый вентиль - к СВЧ детектору, три газонаполненные трубки расположены вдоль волноводной секции перпендикулярно ее широким стенкам с периодом l=Λ0/2÷Λ0, где Λ0=λ0(1-(λ0/2а)2)-1/2 - длина волны в волноводе, λ0 - длина волны падающего СВЧ излучения; а - размер широкой стенки волноводной секции.A device for reducing the pulse duration of high-power microwave radiation, containing a waveguide section with three gas-filled tubes, one side through a coaxial waveguide junction and a ferrite gate connected to the output of the microwave generator, and the other side through a coaxial waveguide junction and a ferrite gate, to a microwave detector, three gas-filled tube sections are arranged along the waveguide perpendicular to its wide wall with period l = Λ 0/2 0 ÷ Λ where Λ 0 = λ 0 (1- (λ 0/2 a) 2) -1/2 - the wavelength in the waveguide , λ 0 - wavelength pa giving microwave radiation; and - the size of the wide wall of the waveguide section.
Сущность устройства поясняется фиг.1, где:The essence of the device is illustrated in figure 1, where:
1 - волноводная секция;1 - waveguide section;
2 - коаксиально-волноводный переход;2 - coaxial waveguide transition;
3 - ферритовый вентиль;3 - ferrite valve;
4 - СВЧ генератор;4 - microwave generator;
5 - СВЧ детектор;5 - microwave detector;
6 - газонаполненная трубка.6 - gas-filled tube.
Согласно изобретению выход СВЧ генератора 4 через вентиль 3 и коаксиально-волноводный переход 2 подключен к волноводной секции 1. СВЧ сигнал из волноводной секции 1 через другой коаксиально-волноводный переход 2 и вентиль 3 подается на СВЧ детектор 5. Газонаполненные трубки 6 установлены вдоль волноводной секции на его оси перпендикулярно широким стенкам с периодом l=Λ0/2÷Λ0, где Λ0=λ0(1-(λ0/2a)2)-1/2 - длина волны в волноводе, λ0 - длина волны падающего СВЧ излучения; а - размер широкой стенки волноводной секции.According to the invention, the output of the microwave generator 4 through the valve 3 and the coaxial waveguide transition 2 is connected to the waveguide section 1. The microwave signal from the waveguide section 1 through another coaxial waveguide transition 2 and the valve 3 is supplied to the microwave detector 5. Gas-filled tubes 6 are installed along the waveguide section on its axis perpendicular to the broad walls with period l = Λ 0/2 0 ÷ Λ where Λ 0 = λ 0 (1- (λ 0/2 a) 2) -1/2 - the wavelength in the waveguide, λ 0 - length waves of incident microwave radiation; and - the size of the wide wall of the waveguide section.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
СВЧ излучение от СВЧ генератора 4 подается в волноводную секцию 1, проходит ее и регистрируется СВЧ детектором 5. Под действием падающего мощного СВЧ излучение в газонаполненных трубках 6 возникают плазменные столбы, занимающие пространство между широкими стенками волноводной секции, что приводит к резкому уменьшению длительности прошедшего импульса.Microwave radiation from the microwave generator 4 is supplied to the waveguide section 1, passed through it, and registered by the microwave detector 5. Under the influence of the incident powerful microwave radiation in gas-filled tubes 6, plasma columns appear that occupy the space between the wide walls of the waveguide section, which leads to a sharp decrease in the duration of the transmitted pulse .
При практическом осуществлении модели использовались прямоугольный волновод сечением 23×10 мм2, длиной около 50 см и падающее СВЧ излучение с длиной волны в воздухе λ0=33 мм. Три газонаполненные трубки (длина не менее 15 мм, внутренний диаметр 3 мм, наполнены неоном при давлении 70 мм рт.ст.) располагались перпендикулярно широким стенкам волноводной секции в отверстиях диаметром 4 мм, просверленных на расстоянии l=38 мм друг от друга в середине широких стенок, что соответствует диапазону l=Λ0/2÷Λ0=24÷48 мм. При включении СВЧ генератора 4 под действием падающего СВЧ излучения мощностью 20 кВт и длительность импульса 200 нс (фиг.2, кривая 1) в газонаполненных трубках 6 возникают плазменные столбы, а длительность прошедшего импульса СВЧ резко сокращается до 10 нс (фиг.2, кривая 2).In the practical implementation of the model, a rectangular waveguide with a cross section of 23 × 10 mm 2, about 50 cm long , and incident microwave radiation with a wavelength in air of λ 0 = 33 mm was used. Three gas-filled tubes (length of at least 15 mm, inner diameter of 3 mm, filled with neon at a pressure of 70 mm Hg) were perpendicular to the wide walls of the waveguide section in holes with a diameter of 4 mm drilled at a distance l = 38 mm from each other in the middle broad wall that corresponds to the range 0 l = Λ / 2 0 ÷ Λ = 24 ÷ 48 mm. When you turn on the microwave generator 4 under the influence of incident microwave radiation with a power of 20 kW and a pulse duration of 200 ns (Fig. 2, curve 1), plasma columns appear in gas-filled tubes 6, and the duration of the transmitted microwave pulse is sharply reduced to 10 ns (Fig. 2, curve 2).
Использование изобретения позволяет сокращать длительность микросекундного импульса мощного СВЧ излучения.Using the invention allows to reduce the duration of a microsecond pulse of high-power microwave radiation.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2210857.1. RU 2210857.
2. RU 2188500.2. RU 2188500.
3. Control of electromagnetic band gap devices by discharge plasmas / V.I. Arkhipenko [et al.] // Proceedings of the VIII International Workshop on Microwave Discharges: Fundamentals and Applications (MD-8), Zvenigorod, Russia, 10-14 September 2012 / Sci. Council of RAS on Physics of Low Temperature Plasma; ed. Yu.A. Lebedev. - Moscow: Yanus-K, 2012. - P.275-280.3. Control of electromagnetic band gap devices by discharge plasmas / V.I. Arkhipenko [et al.] // Proceedings of the VIII International Workshop on Microwave Discharges: Fundamentals and Applications (MD-8), Zvenigorod, Russia, 10-14 September 2012 / Sci. Council of RAS on Physics of Low Temperature Plasma; ed. Yu.A. Lebedev. - Moscow: Yanus-K, 2012 .-- P.275-280.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013107567/08A RU2520374C1 (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Method for pulse length reduction of powerful shf radiation and method for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013107567/08A RU2520374C1 (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Method for pulse length reduction of powerful shf radiation and method for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2520374C1 true RU2520374C1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=51217852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013107567/08A RU2520374C1 (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Method for pulse length reduction of powerful shf radiation and method for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520374C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2188500C2 (en) * | 1999-09-24 | 2002-08-27 | Уцуномия Юниверсити | Method and equipment for generating microwave-frequency wave radiated by short pulses |
EP1530409A2 (en) * | 2003-11-05 | 2005-05-11 | Trafimet S.P.A. | Striking circuit of the pilot arc for plasma arc torches |
RU2303322C1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Volume discharge generating device |
RU2368047C1 (en) * | 2008-03-25 | 2009-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральне агентство по атомной энергии | Device for generating volumetric discharge |
-
2013
- 2013-02-20 RU RU2013107567/08A patent/RU2520374C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2188500C2 (en) * | 1999-09-24 | 2002-08-27 | Уцуномия Юниверсити | Method and equipment for generating microwave-frequency wave radiated by short pulses |
EP1530409A2 (en) * | 2003-11-05 | 2005-05-11 | Trafimet S.P.A. | Striking circuit of the pilot arc for plasma arc torches |
RU2303322C1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Volume discharge generating device |
RU2368047C1 (en) * | 2008-03-25 | 2009-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральне агентство по атомной энергии | Device for generating volumetric discharge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2520374C1 (en) | Method for pulse length reduction of powerful shf radiation and method for its implementation | |
Strelkov et al. | Plasma relativistic microwave amplifier with smooth frequency tuning from 2.4 to 3.2 GHz | |
Ul’Yanov et al. | Controlling the radiation frequency of a plasma relativistic microwave oscillator during a nanosecond pulse | |
Hoff et al. | High current nonlinear transmission line based electron beam driver | |
RU2531559C1 (en) | Method for reduction of duration of microwave emission pulse, and device for its implementation | |
Desbiens et al. | Arbitrarily-shaped bursts of picosecond pulses from a fiber laser source for high-throughput applications | |
Farr et al. | Microwave pulse compression experiments at low and high power | |
Loza et al. | Variation in the radiation frequency of a plasma relativistic microwave oscillator within its nanosecond pulse | |
Loza et al. | Increase in the average radiation power of a plasma relativistic microwave generator | |
Kuo et al. | A transmission line filled with fast switched periodic plasma as a wide-band frequency transformer | |
Altukhov et al. | THE ANOMALOUS ABSORPTION UNDER THE DECAY INSTABILITY OF X-MODE PUMP WAVE IN A PLASMA FILAMENT | |
Yalandin et al. | Microwave breakdown of air by nanosecond and subnanosecond Ka-band pulses | |
Novac et al. | A novel and non-invasive pulsed electric field technique for industrial food processing | |
RU2486641C1 (en) | Method of generating subnanosecond microwave pulses and apparatus for realising said method | |
Petelin et al. | 10.2: A research to a high-order-mode gyroklystron | |
RU2431242C2 (en) | Device for initiation of microwave discharge and creation of plasma | |
Yalandin et al. | Highly effective, repetitive nanosecond-range Ka-band BWO | |
Anitha et al. | A system for microwave—Plasma interaction experiments | |
RU2596865C1 (en) | Resonant microwave compressor | |
Cui et al. | Research Status of the High-power Microwave Sources Based on Gyromagnetic Nonlinear Transmission Lines | |
Man'ko et al. | A facility with resonant pulse compression for generating high-power Ku-band microwave pulses | |
Shi et al. | A high efficiency relativistic traveling-wave tube with distributed feedback resonant | |
RU2551353C1 (en) | Relativistic magnetron | |
Ivanov et al. | Self-consistent model of a pulsed air discharge excited by surface waves | |
Tang et al. | Breakdown characteristics of ultra-wideband high-power microwave transmission through the lower atmosphere |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150221 |