RU2674308C2 - Устройство и способ генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний - Google Patents
Устройство и способ генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674308C2 RU2674308C2 RU2016146332A RU2016146332A RU2674308C2 RU 2674308 C2 RU2674308 C2 RU 2674308C2 RU 2016146332 A RU2016146332 A RU 2016146332A RU 2016146332 A RU2016146332 A RU 2016146332A RU 2674308 C2 RU2674308 C2 RU 2674308C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- antennas
- modulated
- modulation
- quarter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B25/00—Simultaneous generation by a free-running oscillator of oscillations having different frequencies
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам и способам генерации и передачи электрических высоковольтных мультичастотных колебаний требуемого спектра частоты. Техническим результатом является повышение эффективности облучения, увеличение излучаемого спектра и создание возможности регулировки мощности излучения на единицу площади облучаемого объекта. Для этого в устройстве для генерации и передачи электромагнитных высоковольтных мультичастотных колебаний, содержащем источник питания, полуволновой трансформатор Тесла или два четвертьволновых трансформатора Тесла, две антенны, в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец, в качестве источника питания используется инвертор с возможностью амплитудной, широтно-импульсной или частотной модуляции выходного сигнала. При этом модуляция может иметь многоступенчатый характер, модулирующая частота Fможет быть промодулирована частотой Fв зависимости от желаемого спектра. Антенны подключаются к высоковольтным выводам резонансного трансформатора через разрядник. 4 н.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам и способам генерации и передачи электрических высоковольтных мультичастотных колебаний требуемого спектра частоты.
Известен высокочастотный генератор электромагнитных колебаний в широком диапазоне длин волн, состоящий из высоковольтного резонансного трансформатора и антенны в виде концентрических, гальванически несвязанных между собой колец (Патент США №1962565 от 12.06.1934 г.).
Недостатком известных способов является то, что в них нет возможности регулировки мощности излучения. Еще одним недостатком является фиксированный излучаемый спектр частот, зависящий от геометрических параметров антенн, и невозможность дополнять его требуемыми частотами.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности облучения, увеличение излучаемого спектра и создание возможности регулирования мощности излучения на единицу площади облучаемого объекта.
В результате использования предлагаемого изобретения повышается эффективность облучения, увеличивается излучаемый спектр и появляется возможность регулировки мощность излучения за счет использования модуляции выходного сигнала инвертора.
Из физики известно, что при модуляции передаваемого сигнала в его спектре появляются частотные составляющие, соответствующие модулирующей частоте. Так же известно, что сигнал от электрического разряда имеет крутой передний фронт и сложную форму, которая содержит большое число гармоник, что может использоваться для увеличения частотного спектра излучения.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для генерации и передачи электромагнитных высоковольтных мультичастотных колебаний, содержащем источник питания, полуволновой резонансный трансформатор или два четвертьволновых резонансных трансформатора, две антенны, в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец, в качестве источника питания используется инвертор с возможностью амплитудной, широтно–импульсной или частотной модуляции выходного сигнала. При этом модуляция может иметь многоступенчатый характер, модулирующая частота F1 может быть промодулирована частотой F2 и т.д. в зависимости от желаемого спектра. Технический результат достигается так же тем, что антенны подключаются к высоковольтным выводам резонансного трансформатора через разрядник.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг. 4, фиг.5, фиг.6, фиг.7 и фиг.8.
На фиг.1 представлен высоковольтный мультичастотный генератор с двумя антеннами, образованными концентрическими не замкнутыми кольцами, с источником высокого напряжения на основе полуволнового трансформатора Тесла.
Устройство фиг.1 содержит блок управления выходным сигналом преобразователя электрической энергии 1, преобразователь электрической энергии 2, конденсатор 3, первичную обмотку полуволнового резонансного трансформатора 4, вторичную повышающую обмотку полуволнового резонансного трансформатора 5, 2 антенны в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец 6, облучаемый объект помещается в зону 7.
На фиг.2 представлено устройство, состоящее из двух антенн в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой концентрических колец и индуктивного элемента. Фиг.2 демонстрирует принцип генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний и показывает распределение волн напряжения и тока вдоль полуволнового резонансного трансформатора.
На фиг.3 представлен высоковольтный мультичастотный генератор с двумя антеннами, образованными концентрическими незамкнутыми кольцами, с источником высокого напряжения на основе двух четвертьволновых резонансных трансформаторов.
Устройство фиг.3 содержит блок управления выходным сигналом преобразователя электрической энергии 1, преобразователь электрической энергии 2, конденсатор 3, первичную обмотку передающего четвертьволнового резонансного трансформатора 8, вторичную повышающую обмотку передающего четвертьволнового резонансного трансформатора 9, вторичную обмотку принимающего четвертьволнового резонансного трансформатора 10, 2 антенны в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец 6, облучаемый объект помещается в зону 7.
На фиг.4 представлено устройство, состоящее из двух антенн в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой концентрических колец и двух индуктивных элементов. Фиг.4 демонстрирует принцип генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний и показывает распределение волн напряжения и тока вдоль четвертьволнового резонансного трансформатора.
На фиг.5 представлен высоковольтный мультичастотный генератор с двумя антеннами, образованными концентрическими незамкнутыми кольцами, с источником высокого напряжения на основе полуволнового резонансного трансформатора, при этом антенны подключаются к высоковольтным выводам резонансного трансформатора через разрядник.
Устройство фиг.5 содержит блок управления выходным сигналом преобразователя электрической энергии 1, преобразователь электрической энергии 2, конденсатор 3, первичную обмотку полуволнового резонансного трансформатора 4, вторичную повышающую обмотку полуволнового резонансного трансформатора 5, разрядник 11, 2 антенны в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец 6, облучаемый объект помещается в зону 7.
На фиг.6 представлен высоковольтный мультичастотный генератор с двумя антеннами, образованными концентрическими незамкнутыми кольцами, с источником высокого напряжения на основе двух четвертьволновых резонансных трансформаторов, при этом антенны подключаются к высоковольтным выводам резонансного трансформатора через разрядник.
Устройство фиг.6 содержит блок управления выходным сигналом преобразователя электрической энергии 1, преобразователь электрической энергии 2, конденсатор 3, первичную обмотку передающего четвертьволнового резонансного трансформатора 8, вторичную повышающую обмотку передающего четвертьволнового резонансного трансформатора 9, вторичную обмотку принимающего четвертьволнового резонансного трансформатора 10, разрядник 11, 2 антенны в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец 6, облучаемый объект помещается в зону 7.
На Фиг.7 представлена диаграмма сигналов, из которой виден принцип расширения рабочего спектра устройства и регулировка мощности излучения. Фиг. 7 поясняет принцип работы устройства с использованием модуляции на примере ШИМ. На Фиг.3 представлена диаграмма сигналов, из которой виден принцип расширения рабочего спектра устройства и регулировка мощности излучения. Несущая частота Fнес, модулируется более низкой частотой Fмод1, которая в свою очередь модулируется более низкой частотой Fмод2, таким образом сигнал рабочей частоты Fраб, соответствующий сигналу открывания силовых ключей в преобразователе, будет иметь спектр, содержащий в том числе частоты Fмод1 и Fмод2, которые в свою очередь войдут в спектр излучения антенн.
На фиг.8 представлен возможный вариант исполнения антенны.
Устройство генерации и передачи электромагнитных высоковольтных мультичастотных колебаний работает следующим образом.
На колебательный контур, состоящий из первичной обмотки трансформатора 4 (8) и конденсатора 3, подают ток от преобразователя 2 сигналом прямоугольной формы или импульсом, при этом выходной сигнал модулируется блоком управления выходным сигналом преобразователя электрической энергии 1 для задания требуемой мощности (и) или расширения излучаемого спектра, далее энергия передается во вторичную обмотку 5 резонансного трансформатора, на концах которой находятся пучности напряжения, к которым напрямую или через разрядник 11 присоединяются внешние кольца антенн 6. В случае использования двух четвертьволновых резонансных трансформаторов внешние кольца антенн 6 прикреплены на конец вторичной повышающей обмотки передающего четвертьволнового резонансного трансформатора 9 и на конец вторичной обмотки принимающего четвертьволнового резонансного трансформатора 10 напрямую или через разрядник 11. Колебания в концентрических незамкнутых гальванически несвязанных кольцах антенны 6 возникают в результате действия на них электромагнитного поля от трансформатора и внешних гальванически связанных со вторичной обмоткой трансформатора колец. Каждая из двух антенн может включать от 3 до 25 колец. Внешнее кольцо каждой антенны может быть замкнутым. Между антеннами, в зоне 6, возникает электрическое поле, содержащее широкий спектр частот.
Claims (4)
1. Устройство для генерации и передачи электромагнитных высоковольтных мультичастотных колебаний, содержащее источник питания, полуволновой резонансный трансформатор, две антенны, в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец, отличающееся тем, что в качестве источника питания используется инвертор с возможностью амплитудной, широтно-импульсной или частотной модуляции выходного сигнала, а антенны подключаются к полуволновому резонансному трансформатору через разрядник, при этом модуляция может иметь многоступенчатый характер, модулирующая частота F1 может быть промодулирована более низкой частотой F2, при этом частота F2 может быть промодулирована более низкой частотой F3 в зависимости от желаемого спектра.
2. Устройство для генерации и передачи электромагнитных высоковольтных мультичастотных колебаний, содержащее источник питания, два четвертьволновых резонансных трансформатора, две антенны, в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец, отличающееся тем, что в качестве источника питания используется инвертор с возможностью амплитудной, широтно-импульсной или частотной модуляции выходного сигнала, а антенны подключаются к двум четвертьволновым трансформаторам через разрядник в виде того, что внешние кольца антенн прикреплены на конец вторичной повышающей обмотки передающего четвертьволнового резонансного трансформатора и на конец вторичной обмотки принимающего четвертьволнового резонансного трансформатора, при этом модуляция может иметь многоступенчатый характер, модулирующая частота F1 может быть промодулирована более низкой частотой F2, при этом частота F2 может быть промодулирована более низкой частотой F3 в зависимости от желаемого спектра.
3. Способ генерации и передачи электромагнитных высоковольтных мультичастотных колебаний с помощью устройства, содержащего источник питания, источник высокого напряжения, две идентичные антенны, в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец, отличающийся тем, что в качестве источника питания используется инвертор с возможностью амплитудной, широтно-импульсной или частотной модуляции выходного сигнала, а источник высокого напряжения выполнен на основе полуволнового резонансного трансформатора, причем антенны подключаются к полуволновому резонансному трансформатору через разрядник, при этом модуляция может иметь многоступенчатый характер, модулирующая частота F1 может быть промодулирована более низкой частотой F2, при этом частота F2 может быть промодулирована более низкой частотой F3 в зависимости от желаемого спектра.
4. Способ генерации и передачи электромагнитных высоковольтных мультичастотных колебаний с помощью устройства, содержащего источник питания, источник высокого напряжения, две идентичные антенны, в виде незамкнутых гальванически несвязанных между собой колец, отличающийся тем, что в качестве источника питания используется инвертор с возможностью амплитудной, широтно-импульсной или частотной модуляции выходного сигнала, а источник высокого напряжения выполнен на основе двух четвертьволновых резонансных трансформаторов, а антенны подключаются к двум четвертьволновым трансформаторам через разрядник в виде того, что внешние кольца антенн прикреплены на конец вторичной повышающей обмотки передающего четвертьволнового резонансного трансформатора и на конец вторичной обмотки принимающего четвертьволнового резонансного трансформатора, при этом модуляция может иметь многоступенчатый характер, модулирующая частота F1 может быть промодулирована более низкой частотой F2, при этом частота F2 может быть промодулирована более низкой частотой F3 в зависимости от желаемого спектра.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016146332A RU2674308C2 (ru) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Устройство и способ генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016146332A RU2674308C2 (ru) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Устройство и способ генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016146332A RU2016146332A (ru) | 2018-05-28 |
| RU2016146332A3 RU2016146332A3 (ru) | 2018-05-28 |
| RU2674308C2 true RU2674308C2 (ru) | 2018-12-06 |
Family
ID=62557523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016146332A RU2674308C2 (ru) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Устройство и способ генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674308C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056107A1 (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-10 | Motorola, Inc. | High efficiency power amplification method and apparatus |
| US20050140457A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-06-30 | Wj Communications, Inc. | Linearized power amplifier modulator in an RFID reader |
| US7342444B2 (en) * | 2004-12-31 | 2008-03-11 | Postech Foundation | Power amplifying apparatus using asymmetric power drive |
| US7663435B2 (en) * | 2007-02-14 | 2010-02-16 | Postech Academy-Industry Foundation | Doherty amplifying apparatus using a harmonic control circuit |
| RU2485666C1 (ru) * | 2012-03-01 | 2013-06-20 | Юрий Сергеевич Иванченко | Частотно-модулированный кварцевый генератор |
-
2016
- 2016-11-25 RU RU2016146332A patent/RU2674308C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056107A1 (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-10 | Motorola, Inc. | High efficiency power amplification method and apparatus |
| US20050140457A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-06-30 | Wj Communications, Inc. | Linearized power amplifier modulator in an RFID reader |
| US7342444B2 (en) * | 2004-12-31 | 2008-03-11 | Postech Foundation | Power amplifying apparatus using asymmetric power drive |
| US7663435B2 (en) * | 2007-02-14 | 2010-02-16 | Postech Academy-Industry Foundation | Doherty amplifying apparatus using a harmonic control circuit |
| RU2485666C1 (ru) * | 2012-03-01 | 2013-06-20 | Юрий Сергеевич Иванченко | Частотно-модулированный кварцевый генератор |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016146332A (ru) | 2018-05-28 |
| RU2016146332A3 (ru) | 2018-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2012148621A3 (en) | Apparatus and methods for microwave processing of semiconductor substrates | |
| Rossi et al. | Advances in high-voltage modulators for applications in pulsed power and plasma-based ion implantation | |
| Wang et al. | Repetitive high-voltage all-solid-state Marx generator for excimer DBD UV sources | |
| RU2015145322A (ru) | Устройство и способ выработки электроэнергии | |
| RU2674308C2 (ru) | Устройство и способ генерации и передачи высоковольтных мультичастотных колебаний | |
| Mendes et al. | Solid state marx modulator with blumlein stack for bipolar pulse generation | |
| Cadilhon et al. | Self-contained, hand-portable, and repetitive ultrawideband radiation source | |
| RU2578192C2 (ru) | Способ излучения энергии и устройство для его осуществления (плазменный излучатель) | |
| RU2440672C1 (ru) | Передающее устройство вертолетной радиолокационной станции | |
| RU2015114329A (ru) | Устройство для генерирования переменного электромагнитного поля радиочастот, способ управления и установка с использованием такого устройства | |
| Surducan et al. | Variable power, short microwave pulses generation using a CW magnetron | |
| RU186470U1 (ru) | Источник СВЧ излучения высокой мощности | |
| Wu et al. | A long pulse relativistic klystron amplifier driven by low RF power | |
| RU2480890C1 (ru) | Микроволновый генератор | |
| RU186490U1 (ru) | Источник СВЧ излучения | |
| Andreev et al. | High-power ultrawideband electromagnetic pulse source | |
| Sato et al. | Output Characteristics of Bipolar Pulse From High-Frequency Burst Pulse Generator Constructed by Nonlinear $ LC $ Ladders Using Magnetic Switches | |
| Nikoo et al. | A compact all-solid-state self-compressing low-to-high power converting RF pulse generator | |
| KR101485344B1 (ko) | 반도체 스위치 소자와 잡음 제거 회로를 이용하는 마그네트론 전원 공급 장치 | |
| KR20030054262A (ko) | 전자렌지 | |
| RU2698307C1 (ru) | Беспроводная зарядная система | |
| KR20150030436A (ko) | 전원 보정 회로를 포함하는 마그네트론 전원 공급 장치 | |
| KR101176339B1 (ko) | 고주파 전력 발생장치 | |
| Beaudoin et al. | Progress in developing a high efficiency IOT for ionospheric heating | |
| Kalynov et al. | Powerful continuous-wave sub-terahertz large-orbit gyrotron |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191126 |