Свч-переключатель

 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в установках формирования мощных СВЧ-импуяьсов наносекундной длительности, а также в антенных переключателях PJK большой мощности. Уменьшается время коммутации и восстановления. Устройство содержит волноводный тройник (ВТ) с короткозамкнутым плечом и с отверстием 4 в широкой стенке, в котором размещен поджиганиций электрод (ПЭ) 5, короткозамыкающую стенку , диэлектрический стержень ДС) 6 и линзу. 7, размещенную соосно с ПЭ 5 вне ВТ. При подаче на ПЭ 5 отриц. поджигающего импульса напряжения между ПЭ 5 и краем отверстия 4 зажигается искровой разряд, являющийся источником свободных электронов и ионизирующего УФ-излучения.. Линза 7, отражакицая УФ-излучение, формирует направленное вдоль разрядного промежутка УФ-излучение пускового разряда. Часть энергии этого излучения , которая не затратилась на фотоионизацию газа, отражаясь от ДС 6, повторно участвует в фотоионизации . Цель достигается введением ДС 6 и линзы 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с Jbl fSS 4 М (put. 2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (59 4 Н 01 Р 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!),3801530/24-09 (22) 11.!0.84 (46) 30.06.86. Бюл. У .24 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им.С. M. Кирова (72) П.Ю. Чумерин . (53) 621. 387,322. 362 (088. 8) (56) Радиотехника и -электроника, 1972, т. 17, У 7, 1545-1547.

IREE Trans on Mag., 1979, Mag-15, Ó 1, р. 33. (54) СВЧ-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Ивобретенне относится к технике

СВЧ и может быть использовано в установках формирования мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности, а также в антЕнных переключателях

PJK большой мощности. Уменьшается время коммутации и восстановления.

Устройство содержит волноводный тройник (ВТ) с короткозамкнутым плечом и с отверстием 4 в широкой стенке, в.котором размещен поджигающий электрод (ПЭ) 5, короткозамыкающую стенку, диэлектрический стержень (ДС)

6 и линзу 7, размещенную соосно с

ПЭ 5 вне ВТ. При подаче на ПЭ 5 отриц. поджигающего импульса напряжения между ПЭ 5 и краем отверстия 4 зажигается искровой разряд, являющийся источником свободных электронов и ионизирующего УФ-излучения.

Линза 7, отражающая УФ-излучение, формирует направленное вдоль разрядного промежутка УФ-иэлучение пускового разряда. Часть энергии этого излучения, которая не затратилась на фотоионизацию газа, отражаясь от

ДС 6, повторно участвует в фотоионизации. Цель достигается введением

ДС 6 и линзы 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1241309

Изобретение относится к технике

СВЧ и предназначено для использования в установках формирования мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности, а также в антенных переключателях радиолокационных станций большой мощности.

Цель изобретения — уменьшение времени коммутации и восстановления.

На фиг. l изображен,СВЧ-переключатель; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

СВЧ-переключатель содержит. волноводный тройник 1, короткозаикнутое плечо 2 всглноводного тройника l, короткозамыкающую стенку 3, отверстие 4, поджигающий электрод 5, диэлектрический стержень 6, линзу 7, отражающую ультрафиолетовое излучение

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в плече 2 тройника 1 возбуждается электромагнитное поле высокого уровня мощности в виде стоячей волны. В нужный момент времени на электрод 5 подается. отрицательный поджигающий импульс напряжения. Между электродом 5 и краем отверстия 4 зажигается искровой разряд, который является источником свободных электронов и ионизирующего ультрафиолетового излучения. Линза

7 формирует направленное вдоль разрядного промежутка ультрафиолетовое излучение пускового разряда. Часть энергии этого излучения, которая не затратилась на фотоиониэацию газа, отражаясь от диэлектрического стержяя 6, повторно участвует в фотоионизации. Так как диэлектрический стержень 6 с точки зрения электрической прочности является наиболее слабым местом устройства, поэтому вследствие интенсивной подсветки ультрафиолетовым излучением по его поверхности начинает .развиваться разряд, который образует плазму с высокой эмиссионйой способностью. В результате этого за счет эмиссионйых свойств плазмы, сформированной на поверхности диэлектрика, и плазмы пускового разряда, а также сильной фотоиониэации раз-. рядного промежутка между отверстием

4 и стержнем 6 образуется плазменный столб СВЧ-разряда..

Плазменный столб газового СВЧ-разряда с некоторым приближением аналогичен емкостноМу штырю. Если длина емкостного штыря у /4, где g — длина волны в свободном про=транстве, то это равносильно короткому замыканию волновода. Поэтому диэлектрический с гержень 6 достаточно поместить в волноводе на расстоянии от оси стержня 6, до широкой стенки плеча

2, приблизительно равном l /4+R, где

К вЂ” радиус стержня 6. С помощью этого сократятся потери энергии ультрафиолетового излучения вследствие дифракции.

Время формирования СВЧ-разряда зависит от степени однородности поля.

Диэлектрические материалы вследствие радиопрозрачности для электромагнитных волн вносят меньшие искажения поля, чем металлы, поэтому стержень

6 должен бьггь изготовлен иэ диэлектрического материала. Для того, чтобы не было искажения поля, вследствие неоднородной поверхности стержня 6, ему придают форму цилиндра радиусом

8.. Тем самым повьппается электрическая прочность СВЧ-переключателя, что важно как для возможности управления процессом переключения, так и повьппения уровня переключателей мощности.

Чем больше плазменная поверхность,, тем вьппе ее эмиссионные свойства, поэтому диэлектрический стержень 6 должен иметь как можно больший диаметр. Однако увеличение диаметра стержня 6 приводит к снижению электрической прочности промежутка между его поверхностью и широкой стенкой волновода. Следовательно, .з выбор диаметра диэлектрического стержня 6 определяется воэможностью обеспечения необходимой электрической прочности устройства.

Увеличение скорости развития разряда по поверхности диэлектрика пропорционально росту диэлектрической проницаемости материала, из которого он изготсвлен. Поэтому для изготовления диэлектрического стержня 6 следует использовать материал с высокой диэлектрической проницаемостью.

Кроме того, электромагнитная волна испытывает полное отражение от границы раздела двух диэлектрических сред при полном рассогласовании волновых сопротивлений этих сред. Поэтому,цля того, чтобы диэлектрический стержень 6 обладал высоким коэффицнентом отражения ультрафиолетовых

1241309

Составитель С. Шищук

Редактор М. Дылын Техред К.Бонкало Корректор. Е. Рошко

Заказ 3604/47 Тираж 597 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лучей, его следует изготавливать из материала с более высокой диэлектрической проницаемостью, чем у среды, заполняющей разрядный объем.

Таким образом, с помощью предлагаемого переключателя за счет уменьшения времени коммутации и времени восстановления можно сформировать

СВЧ-импульсы длительностью на уровне

0,5 амплитуды 13 нс при заполнении 10 разрядного объема газообразным азотом.

Формула и з о б р е т е н и я

1. СВЧ-переключатель, содержащий волноводный тройник, несимметричное плечо которого короткозамкнуто и.в его широкой стенке на расстоянии Л/4 от ко— роткозамыкающей стенки выполнено отверстие, в котором размещен поджигающий электрод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени коммутации и восстановления, в него введен диэлектрический стержень диаметром 2R, выполненный из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, который установлен в одной поперечной плоскости с поджигающим электродом между узкими стенками короткозамкнутого плеча волноводного тройника на расстоя" нии, равном р /4+R от его широкой стенки, в которой выполнено отверстие, где h - рабочая длина волны волноводного тройника.

2. СВЧ-переключатель по и. 1, отличающийся тем, что в него введена линза, отражающая ультрафиолетовое излучение, которая размещена соосно с поджигающим электродом вне волноводного тройника.