Свч-переключатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 1514 Н О 1 Р 1/ ГОСУДАРСТВЕНПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ КОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институ ядернойфизики,электроники и автоматик при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С, М. Киро (72) П.Ю. Чумерин .(56) Радиотехника и -электроника, 1972, т. 17, У 7, 1545-1547.1 ЕЕЕ Тгапз оп Мая., 1979, М У 1, р, 33.(57) Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в установках формирования мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности, а такжев антЕнных переключателях РЛС большой мощности. Уменьшается время коммутации и восстановления. Устройство содержит волноводный трой-ник (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 разрядО ного промежутка УФ-иэлучение пусково- Ж го разряда. Часть энергии этого излучения, которая не затратилась на фотоионизацию газа, отражаясь от С: ДС 6, повторно участвует в фотоионизации. Цель достигается введением ДС 6 и линзы 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Э 5 45 55 Изобретение относится к техникеСВЧ и предназначено для использования вустановках формирования мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности, а также в антенных переключателях радиолокационных станцийбольшой мощности,Цель изобретения - уменьшение вре.мени коммутации и восстановления.На фиг. 1 изображен,СВЧ-переключатель; на фиг, 2 - разрез А-А наФиг. 1.СВЧ-переключатель содержит. волноводный тройник 1, короткозаикнутоеплечо 2 вслноводного тройника 1,короткозамыкающую стенку 3, отверстие 4, поджигающий электрод 5, диэлектрический стержень 6, линзу 7,отражающую ультрафиолетовое излучение оУстройство работает следующим об разом.В исходном состоянии в плече 2тройника 1 возбуждается электромагнитное поле высокого уровня мощностив виде стоячей волны. В нужный момент времени на электрод 5 подается.отрицательный поджигающий импульснапряжения. Между электродом 5 и краем отверстия 4 зажигается искровойразряд, который является источникомсвободных электронов и ионизирующегоультрафиолетового излучения. Линза7 Формирует направленное вдоль разрядного промежутка ультрафиолетовоеизлучение пускового разряда. Частьэнергии этого излучения, которая незатратилась на фотоиониэациюгаза,отражаясь от диэлектрического стержяя 6, повторно участвует в фотоионизации. Так как диэлектрический стеркень 6 с точки зрения электрическойпрочности является наиболее слабымместом устройства, поэтому вследствиеинтенсивной подсветки ультрафиолетовым излучением по его поверхности начинает .развиваться разряд, которыйобразует плазму с высокой эмиссионйойспособностью. В результате этогоза счет эмиссионных свойств плазмы,сформированной на поверхности диэлектрика и плазмы пускового разряда,а также сильной Фотоиониэации раз-.рядного промежутка между отверстием4 и стержнем 6 образуется плазменныйстолб СВЧ-разрядаПлазменный столб газового СВЧ-разряда с некоторым приближением аналогичен емкостноМу штырю, Если длинаемкостного штыря/4, где- длина волны в свободном пространстве,то это равносильно короткому замыканию волновода. Поэтому диэлектрический стержень 6 достаточно поместитьв волноводе на расстоянии от осистержня 6, до широкой стенки плеча2, приблизительно равном 1 /ч+К, гдеК - радиус стержня 6. С помощью этого сократятся потери энергии ультрафиолетового излучения вследствиедифракции,Время формирования СВЧ-разрядазависит от степени однородности поля,Диэлектрические материалы вследствиерадиопрозрачности 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 К 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,.звыбор 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 Ь обладал высоким коэфФицнентом отражения ультрафиолетовых4/47 Тираж 597 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра аказ 36 Подписномитета СССРткрытий 4/ ская на ическое предприятие, г. Ужгоро Проектна олиг Произв тве 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 изобретения15 1. СВЧ-переключатель, содержащийволноводный тройник, несимметричноеплечо которого короткозамкнуто и в егоширокой стенке на расстоянии Л/4 от ко -роткозамыкающей стенки выполнено отверстие, в котором размещен поджигакиций электрод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени коммутации и восстановления, в него введен диэлектрический стержень диаметром 2 к, выполненный иэ 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/4+К от его широкой стенки, в которой выполнено о 1 верстие, где 9 - рабочая длина волны волноводного тройника.2. СВЧ-переключатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в него введена линза, отражающая ультрафиолетовое излучение, которая размещена соосно с поджигающим электродом вне волноводного тройника.