Излучитель "черное дело" с широкой апертурой

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 606418

В Д т Я

@ 4(<.1 1 Ы ИИ 1 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 01.06,76 (21) 2366787/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01 д 5/02

Государственный квинтет сссР оо делам нзобретеннй н открытнй

С1публиковано25,03.79,Бюллетень № 11 (53) УДК 536 5 (088.8) Дата опубликования описания 28.03.79 (72) Автор изобретения

С. В. Бутакова (71) Заявитель (54) ИЗЛУЧАТЕЛЬ "ЧЕРНОЕ ТЕЛО" С ШИРОКОЙ

АПЕРТУРОЙ

Изобретение относится к технике диагностики плазмы и может быть использовано для градуировки радиопирометров вместе с их антенными системами в диапазоне сверхвысоких частот в области высоких температур.

Известна модель «черного тела» с широкой апертурой, выполненная в виде рупора, покрытого поглощающим материалом (1).

Устройство имеет температуру окружающей среды и потому весьма небольшую мошность шумового излучения в апертуру в радиодиапазоне,.

В качестве прототипа использован излучатель «черное тело» с широкой апертурой, собранный в виде плоского клина из газоразрядных генераторов шума (ГШ), которые расположены так, чтобы анод одного генератора находился рядом, с катодом другого, а за стенками клина закреплены металлические отражатели (2).

Однако в известном излучателе для заданной длины волны апертура устройства строго определена длиной газоразрядных трубок и оптимальным для них углом раскрытия клина, обеспечивающим максимальный коэффициент черноты апертуры. Конструкция излучателя не позволяет компенсировать неравномерность температурного поля по апертуре в плоскости, проходящей через образующие клина; имеет место паразитное излучение СВЧ-мощности в щели между отра5 жателями. В данной конструкции практически не удается устранить щели и потели энергии. В одной плоскости клина каждый

ГШ поглощает часть мощности, падающую с соседнего ГШ.

Паразитное излучение и поглощение СВЧэнергии уменьшает КПД устройства, коэффициент черноты и яркостную температуру в апертуре «черное тело».

Цель изобретения — обеспечение выбора размера апертуры, исключение паразитного излучения и поглощения мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном излучателе, выполненном в виде клина, собранного из газоразрядных ГШ, которые расположены так, что аноды ГШ на разных плоскостях клина направлены в разные стороны, а за стенками клина закреплены отражатели, отражатели выполнены в виде усеченной пирамиды с продольными

6064!8 гофрами на внутренней поверхности, между которыми помещены ГШ.

Излучатель содержит узел компенсации температуры, подключенный к узкому торцу отражателя и выполненный в виде одного или нескольких рупоров, нагруженных на волноводы с наклонно установленными в них ГШ.

Предлагаемый излучатель «черное тело» может иметь апертуру различных размеров.

Особенности его конструкции позволяют компенсировать неравномерность температурного поля в апертуре и исключить паразитное излучение и поглощение мощности, благодаря чему повышается КПД излучателя.

На фиг. 1 показан предлагаемый излучатель, продольный разрез по вертикали; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — — вид по стрелке Б на фиг. (со стороны передней панели и апертуры); на фиг. 4профиль поперечного сечения гофров отражателя (для Л= 3 см).

B кожухе 1 помещен излучатель «черное тело» с широкой апертурой, состоящий из газоразрядных ГШ 2, 3, установленных в отражателе 4 анодами в одну сторону в одной плоскости и в разные стороны в противопо25 ложных плоскостях, и волноводных секций 5.

Отражатель 4, секции 5 и рупоры 6 составляют единую металлическую конструкцию. На конце волноводных секций 5 установлены поглотители или, и)короткозамыкатели 7. На задней стенке кожуха 1 помещены разъемы 8. зо

Высота продольных гофров отражателя 4 выбрана такой, чтобы прямые лучи одного

ГШ не могли попадать на соседний ГШ в одной и той же плоскости.

Профиль гофров построен из условия, что все лучи, вышедшие из данного ГШ 2, после отражения от стенок ближайших гофров уйдут в пространство вне этого ГШ, чем исключается паразитное поглощение СВЧ-мощности.

Волноводные секции 5 с наклонно введен- 4п ными ГШ 3 и оконечными нагрузками вместе с рупорами 6 составляют узел компенсации температуры. При проектировании излучателя в целом может быть задана некоторая апертура, большая, чем та, которую можно получить, исходя из заданного угла между плоскостями, образованйыми ГШ 2, и длины последних.

Принцип действия излучателя следующий.

На катоды ГШ 2, 3 поступает напряже50 ние накала, на аноды — высокое напряжение, а на поджигающий электрод этих же

ГШ вЂ” поджигающий импульс. Благодаря этому в трубках ГШ 2, 3 возникает плазма, которая излучает шумовую СВЧ-мощность. ss

По принципу взаимности она поглощает приходящую на нее извне СВЧ-мощность. Наклонный ГШ 3 возбуждает в волноводной секции 5 шумовой СВЧ-сигнал, причем наклонное введение ГШ обеспечивает максимальную излучательную способность (максимальный коэффициент черноты) за счет многократных переотражений излученной ГШ 3 мощности от стенок секции 5 и трубки ГШ 3.

Рупор 6 обеспечивает согласование волноводной секции с отражателем 4, выполненным в виде усеченной пирамиды. Поскольку воноводная нагрузка имеет высокую яркостную температуру, апертура рупора 6 также обладает высокой яркостной температурой.

Температура в центральной части апертуры «черное тело» в основном определяется яркостной температурой раскрытия рупора 6.

ГШ 2 вместе с отражателем обеспечивают высокую черноту и высокую яркостную температуру в периферийных частях апертуры «черное тело» за счет многократных переотражений СВЧ-мощности между наклонными плоскостями.

Гофры на внутренних поверхностях отражателя 4 служат для исключения взаимной перекачки СВЧ-мощности между соседними

ГШ 2 в одной плоскости и для отражения мощности в пространство вне трубки. Единая металлическая конструкция отражателя 4 вместе с рупорами 6 и волноводными секциями 5 исключает паразитное излучение

СВЧ-мощности.

Таким образом, коструктивные особенности предлагаемого излучателя позволяют сделать его высокотемпературным излучателем, размер апертуры которого можно выбрать при проектировании. Кроме того, обеспечивается компенсация неравномерности температурного поля в апертуре, исключаются паразитное поглощение и излучение СВЧ-мощ-, ности.

Формула изобретения

Излучатель «черное тело» с широкой апертурой, выполненной в виде клина, собранного из газоразрядных генераторов шума, расположенных так, что аноды указанных ге нераторов на разных плоскостях клина направлены в разные стороны, а за стенками клина расположены отражатели, отличаюи4ийся тем, что,,с целью обеспечения выбора размера апертуры, уменьшения паразитного излучения и поглощения мощности, отражатели выполнены в виде усеченной пирамиды с продольными гофрами на внутренней поверхности, между которыми помещены генераторы шума, и излучатель дополнительно содержит узел компенсации температуры, подключенный к узкому торцу отражателя и выполненный в виде одного или нескольких рупоров, нагруженных на волноводы с

606418

Би0й (Йз кожура) наклонно установленными в них генераторами шума.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 214622, кл. Н 01 G 17/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 421889, кл. G 01 J 5/02, 1972.

606418

Видб т"иг. д

Яа //

Составитель А. Кружилииа

Редактор Е. Месропова Техред О. Луговая Корректор Л. Небола

Заказ 1144/! Тираж 765 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откр ыт и и ! 3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4