RU58785U1 - Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом - Google Patents
Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом Download PDFInfo
- Publication number
- RU58785U1 RU58785U1 RU2005110530/28U RU2005110530U RU58785U1 RU 58785 U1 RU58785 U1 RU 58785U1 RU 2005110530/28 U RU2005110530/28 U RU 2005110530/28U RU 2005110530 U RU2005110530 U RU 2005110530U RU 58785 U1 RU58785 U1 RU 58785U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hollow cathode
- discharge
- cavity
- power source
- generator based
- Prior art date
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Применение: высокочастотная техника, может быть использовано при создании генераторов высокочастотного излучения. Сущность: в высокочастотном генераторе на основе разряда с полым катодом, содержащем источник питания и вакуумную камеру, в которой расположены заземленный полый катод с открытой полостью и анод, расположенный напротив полости, подключенный к источнику питания, в отличие от известных устройств снаружи полого катода напротив выполненного в его стенке окна или внутри полости полого катода установлен по меньшей мере один плазменный инжектор.
Description
Изобретение относится к высокочастотно технике и может быть использовано при создании генераторов высокочастотного (ВЧ) излучения.
Разряд с полым катодом (подробнее см. [1]: Москалев Б.И., Разряд с полым катодом, М.: Энергия, 1969) имеет характерную особенность - в процессе его развития на катодном слое возникают высокочастотные колебания напряжения, вызывающие модуляцию тока разряда. ВЧ колебания в разряде с полым катодом наблюдались в ряде. исследований, поэтому применение этих колебаний для целей генерации электромагнитного излучения является закономерным решением.
Известны высокочастотные генераторы на основе разряда с полым катодом, аналогичные данному изобретению (например, [2]: Arbel D., Bar-Lev Z., Felsteiner J., RosenbergA., Slutsker Ya. Z., "Periodic microwave spikes from a magnetic-field-free hollow-cathode discharge", Physical Review Letters, 1997, v.78, num.1, p.66-69), представляющие собой вакуумную камеру, внутри которой расположены полый катод с открытой полостью и анод, подключенный к источнику питания. При подаче с источника питания импульса напряжения в разрядном промежутке, образованном катодом и анодом, загорается газовый разряд с полым катодом. ВЧ-компоненты колебаний тока разряда являются источником электромагнитного ВЧ излучения.
Прототипом заявляемого устройства является высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом [3] (Felsteiner J., Ish-Shalom S., Slutsker Ya. Z., "Optimized performance of a powerful hollow-cathode rf oscillator". Journal of Applied Physics, 1998, vol.83, num.6, p.2940-2943), содержащий источник питания и вакуумную камеру, в которой расположены заземленный полый катод с открытой полостью, и анод, подключенный к источнику питания. При подаче с источника питания импульса напряжения между полым катодом и анодом загорается тлеющий газовый разряд с полым катодом, ВЧ-колебания тока которого являются источником электромагнитного излучения.
Как утверждают авторы [3], предел КПД излучения приборов подобной конфигурации составляет 25%. Однако этой величины явно недостаточно для целого ряда случаев возможного применения таких устройств.
Недостатком прибора, выбранного нами за прототип, следует считать его относительно невысокий предел КПД излучения.
Технической задачей изобретения является создание высокочастотного генератора на основе разряда с полым катодом с более высоким по сравнению с прототипом КПД излучения.
Технический результат при использовании предлагаемого устройства заключается в увеличении КПД излучения.
Этот результат достижим за счет того, что в высокочастотном генераторе с полым катодом, содержащем вакуумную камеру, в которой расположены заземленный полый катод с открытой полостью и анод, подключенный к источнику питания, предлагается установить снаружи полого катода напротив выполненного в его стенке окна или внутри полости полого катода по меньшей мере один плазменный инжектор.
Следует отметить, что КПД излучения подобных генераторов имеет обратную зависимость от сопротивления газового разряда, то есть одним из путей увеличения КПД генератора является уменьшение сопротивления разряда. В созданных к настоящему времени ВЧ генераторах на основе газового разряда с полым катодом реализован импульсный тлеющий разряд, уменьшить удельное сопротивление которого возможно несколькими способами. Один из них - значительно увеличить напряжение разряда. Однако этот путь явно не оптимален, так как он предполагает использование в качестве источников питания только генераторов весьма существенной мощности. На наш взгляд, более рациональным способом будет уменьшение сопротивления разряда путем инжекции в разрядный промежуток плазмы, создаваемой плазменными инжекторами. Тем самым мы дополнительно повышаем концентрацию заряженных частиц в промежутке, в результате чего увеличивается проводимость среды, а ее сопротивление соответственно уменьшается. Следствием уменьшения сопротивления разряда станет повышение КПД излучения генератора.
Осуществить инжекцию плазмы в разрядный промежуток предлагается посредством использования в устройстве плазменного инжектора (в устройстве их может быть несколько) на основе разряда вдоль поверхности диэлектрика ([4]: Булычев С.В., Дубинов А.Е., Жданов B.C. и др., "Газоразрядная камера и инициированием разряда вспомогательным разрядом вдоль поверхности сегнетокерамики", ПТЭ, 1999, №3, с.116).
Инжектор плазмы такого типа представляет собой систему из двух электродов, управляющего и заземленного, отделенных друг от друга диэлектрическим элементом. На управляющий электрод подается импульс управляющего напряжения, который в
результате электровзрыва кромки одного из электродов создает поверхностный разряд вдоль диэлектрического элемента, иными словами, создает плазму. Как утверждают авторы [4], при использовании плазменного инжектора такого типа удельное сопротивление реализованного ими разряда составляло 200 Ом·см2, в то время как при неработающем плазменном инжекторе эта величина равнялась 18 кОм·см2.
На фиг. показан пример выполнения высокочастотного генератора на основе разряда с полым катодом.
Устройство содержит вакуумную камеру 8, в которой расположены заземленный полый катод 6 с открытой полостью и анод 7, расположенный напротив полости, подключенный к источнику питания 9, внутри полости полого катода установлен плазменный инжектор, включающий в себя управляющий электрод 5 и заземленный электрод 2, разделенные диэлектрическим элементом 4, управляющий электрод подключен к источнику управляющего напряжения 1.
В качестве параметров примера конкретного выполнения можно предложить следующие:
- в вакуумной камере поддерживается давление порядка 5*10-2 Торр;
- полый катод изготовлен из нержавеющей стали в форме полого цилиндра с одной торцевой стенкой, длина цилиндра 180 мм, внутренний диаметр 86 мм;
- анод изготовлен из нержавеющей стали в форме цилиндра диаметром 75 мм, он расположен коаксиально с полым катодом на расстоянии 20 мм от его открытого торца;
- источник питания обеспечивает импульс напряжения амплитудой 2-8 кВ;
- диэлектрический элемент изготовлен из титаната-цирконата свинца;
- зазор между заземленным и управляющим электродами 2-4 мм;
- источник управляющего напряжения обеспечивает импульс напряжения амплитудой 2-4 кВ.
Устройство работает следующим образом. В вакуумной камере 8 поддерживается необходимое для зажигания разряда давление. С источника питания 9 на анод 7 подается импульс напряжения. После того как с источника управляющего напряжения 1 на управляющий электрод 5 подается импульс высокого напряжения, в зазоре между управляющим и заземленным (2) электродами вдоль поверхности диэлектрического элемента 4 зажигается низковольтный сильноточный разряд. Изолятор 3 предотвращает развитие разряда вдоль обратной стороны диэлектрического элемента 4. Вследствие сил магнитного давления и гидродинамического расширения
плазма с поверхности диэлектрического элемента 4 выталкивается в полость полого катода 6, благодаря чему сопротивление разряда между полым катодом 6 и анодом 7 существенно уменьшается. Таким образом, в устройстве реализован разряд с полым катодом, при этом колебания тока разряда являются источником электромагнитного излучения.
Согласно сделанным нами теоретическим оценкам, КПД излучения заявляемого устройства должно достигать 55%.
Claims (1)
- Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом, содержащий источник питания и вакуумную камеру, в которой расположены заземленный полый катод с открытой полостью и анод, расположенный напротив полости, подключенный к источнику питания, отличающийся тем, что снаружи полого катода напротив выполненного в его стенке окна или внутри полости полого катода установлен по меньшей мере один плазменный инжектор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005110530/28U RU58785U1 (ru) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005110530/28U RU58785U1 (ru) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU58785U1 true RU58785U1 (ru) | 2006-11-27 |
Family
ID=37665125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005110530/28U RU58785U1 (ru) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU58785U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462783C1 (ru) * | 2011-04-21 | 2012-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом |
RU2717091C1 (ru) * | 2019-09-20 | 2020-03-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Газоразрядный генератор высокочастотных импульсов |
-
2005
- 2005-04-11 RU RU2005110530/28U patent/RU58785U1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462783C1 (ru) * | 2011-04-21 | 2012-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" | Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом |
RU2717091C1 (ru) * | 2019-09-20 | 2020-03-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Газоразрядный генератор высокочастотных импульсов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011112786A1 (en) | Quarter wave coaxial cavity igniter for combustion engines | |
RU134697U1 (ru) | Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом | |
RU58785U1 (ru) | Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом | |
US20130181629A1 (en) | Discharge device | |
RU2387039C1 (ru) | Высокочастотный генератор на основе разряда с полым катодом | |
Liu et al. | Research on an improved explosive emission cathode | |
RU2302053C1 (ru) | Управляемый разрядник | |
RU2497225C2 (ru) | Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом | |
RU2624000C2 (ru) | Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом | |
Dubinov et al. | Generators of high-power high-frequency pulses based on sealed-off discharge chambers with hollow cathode | |
RU2683962C1 (ru) | Отпаянная камера для генератора высокочастотных импульсов на основе разряда с полым катодом | |
RU2736772C1 (ru) | Газоразрядный прибор на основе полого катода для генерации мощных ВЧ-импульсов | |
Nazarov et al. | Production of low-energy high-current electron beams in a reflected-discharge plasma-anode gun | |
RU2398328C2 (ru) | Способ ионизации газа | |
RU2751542C1 (ru) | Газоразрядный генератор высокочастотных импульсов | |
Kovarik et al. | Initiation of hot cathode arc discharges by electron confinement in Penning and magnetron configurations | |
RU2343650C2 (ru) | Способ создания высокоэнтальпийной газовой струи на основе импульсного газового разряда | |
RU2454046C1 (ru) | Плазменный эмиттер электронов | |
Kazantsev et al. | Electrode system for electric-discharge generation of atomic iodine in a repetitively pulsed oxygen—iodine laser with a large active volume | |
RU2722228C1 (ru) | Генератор высокочастотных импульсов на основе разряда с полым катодом | |
RU196815U1 (ru) | Отпаянная камера для газоразрядного генератора высокочастотных импульсов | |
RU2707267C2 (ru) | Генератор высокочастотных импульсов на основе разряда с полым катодом | |
Babich et al. | Peculiarities of Electrical Breakdown in Dense Electronegative Gases at High Overvoltages. | |
Val’shin et al. | Significant Decrease in the Breakdown Threshold Voltage of the Commercial Laser Flash Lamp under kHz Pumping | |
Krokhmal et al. | Low-pressure, high-current hollow cathode with a ferroelectric plasma source |