Устройство для формирования направленного сверхвысокочастотного излучения (свч-излучения)

Предложение относится к физико-техническим процессам формирования стримерного пробоя в условиях рабочих камер. Устройство содержит камеру 1, оборудованную катодной 2 и анодной 3 системами, преобразователем 4 излучения (⁵⁸Fe или ⁹⁰ Cr), включающим излучатель 5, работающий на приемник 6, считывающее устройство 7 и регистратор 8, в качестве которого использован компьютер. Камера оснащена калибрующим фильтром 9, соединенным электросвязью с импульсным излучателем 10. В камере 1 устройства формируется двойной зарядовый слой 11 с направлением движения ионов и электронов от катода к аноду и в обратном направлении в атмосфере 13, 14 (CF₄+C₄H₁₀ ) камеры за счет разной скорости движения ионов и электронов при возникновении поля поляризации, что эквивалентно некоторому диполю с зарядами N_eN_i. Укорочение длительности анодного сигнала, высокая скорость счета при значительном газовом усилении (10 ⁷-10⁸), различная форма амплитудных распределений сигналов на аноде и катоде приводят к формированию плотной электронной лавины.

Ил. - 2; Форм. 1 п.

Предложение относится к физико-техническим процессам формирования стримерного пробоя в условиях рабочих камер.

В настоящее время известны устройства для формирования направленного СВЧ-излучения, содержащие трансформатор электрического тока, высокочастный генератор, преобразователь электромагнитного излучения и диэлектрический полый волновод [Petrus A., Zaiikhanov В., Nucl. Instr. Meth. А. 1978, V.153, Р.157; Залиханов Б., Динамика формирования стримера и механизм его прорастания, Прт ОИЯИ, Р 13-2004-30, 2004, с.27; Яковленко С.И., Механизм распространения стримера к катоду и аноду, ЖТФ, 2004, Т.34, вып.9, с.47-54.]

Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности.

Прототип, как и аналоги, обладают существенным и очевидным недостатком, заключающимся в значительном превышении энергопотребления по отношению к нормативу; низкой удельной характеристикой лавинообразования на потребляемую энергетическую мощность, что отражается на низкой эффективности его использования.

Технической задачей и положительным результатом данного устройства СВЧ-излучения является совершенствование его технической конструкции и повышение эффективности использования для формирования направленного СВЧ-излучения.

Указанная задача и эффективность достигаются за счет того, что устройство для формирования направленного сверхвысокочастотного излучения, содержащее трансформатор электрического тока, высокочастотный генератор,. преобразователь электромагнитного излучения, диэлектрический полый волновод, характеризуется тем, что оно дополнительно содержит полупрозрачное зеркало и композиционное зеркало, расположенные напротив одно другого на концах диэлектрического полого волновода, при этом композиционное зеркало сообщено с излучателем, взаимодействующим с трансформатором электрического тока и - с диэлектрическим полым волноводом, соединенным с высокочастотным генератором, а между диэлектрическим полым волноводом и примыкающим к нему с одного торца полупрозрачным зеркалом выполнены сквозные каналы, соединяющие полость указанного полого волновода с окружающей газовой средой.

На фиг.1 - общий вид устройства;

на фиг.2 - деталь рабочего органа устройства.

Устройство для формирования направленного СВЧ-излучения содержит камеру 1, оборудованную катодной 2 и анодной 3 системами, преобразователем 4 излучения (⁵⁸Fe или ⁹⁰Cr), включающим излучатель 5, работающий на приемник 6, считывающее устройство 7 и регистратор 8, в качестве которого использован компьютер. Камера оснащена калибрующим фильтром 9, соединенным электросвязью с импульсным излучателем 10. В камере 1 устройства формируется двойной зарядовый слой 11-12 с направлением движения ионов и электронов от катода к аноду и в обратном направлении в атмосфере 13, 14 (CF₄+C₄H₁₀) камеры за счет разной скорости движения ионов и электронов при возникновении поля поляризации, что эквивалентно некоторому диполю с зарядами N_eN_i. Укорочение длительности анодного сигнала, высокая скорость счета при значительном газовом усилении (10 ⁷-10⁸), различная форма амплитудных распределений сигналов на аноде и катоде приводят к формированию плотной электронной лавины.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Полость камеры 1 заполняют рабочей газовой смесью CF ₄+C₄H₁₀ при соотношении около 80:20 мас.ч., включив аппараты 13 и 14 подачи этой атмосферы. На катод 2 и анод 3 подают напряжение порядка 3.6 кВ, создают напряженность электрического поля около 20 кВ/см. В камере формируют двойной зарядовый слой 11-12 с направлением движения ионов и электронов от катода к аноду и - в обратном направлении за счет разной скорости движения ионов и электронов; при газовом усилении 10⁷ -10⁸ получают различную форму амплитудных распределений сигналов на аноде 3 и катоде 2, что и приводит к формированию направленного СВЧ-излучения. Регистрацию параметров, с помощью излучателя 5, приемника 6, считывающего устройства 7 и регистратора (компьютера) 8, осуществляют в течение всего эксперимента для выбора указанных выше параметров.

Устройство для формирования направленного сверхвысокочастотного излучения, содержащее трансформатор электрического тока, высокочастотный генератор, преобразователь электромагнитного излучения, диэлектрический полый волновод, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит полупрозрачное зеркало и композиционное зеркало, расположенные одно напротив другого на концах диэлектрического полого волновода, при этом композиционное зеркало сообщено с излучателем, взаимодействующим с трансформатором электрического тока и с диэлектрическим полым волноводом, соединенным с высокочастотным генератором, а между диэлектрическим полым волноводом и примыкающим к нему с одного торца полупрозрачным зеркалом выполнены сквозные каналы, соединяющие полость указанного полого волновода с окружающей газовой средой.