SU1092698A1 - Microwave noise generator - Google Patents

Abstract

ШУМОВОЙ СВЧ-ИЗЛУЧАГЕЛЬ, содержащий газоразр дные генераторы шума, выполненные в виде газоразр дной трубки и установленные в металлической полости с излучающей апертурой , отличающийс  тем, что, с целью получени  широкоугольной диаграммы направленности с распределением излучени  по закону Ламберта с высокой  ркостной температурой и высоким коэффициентом черноты в СВЧ диапазоне, металлическа  полость выполнена в виде многомодового волновода пр моугольного, круглого или квадратного сечени , в торцах которого установлены подвижные короткозаьмкающие поршни, а газоразр дные генераторы шума установлены вдоль оси многомодового волновода пр моугольного , круглого или квадратного сечени  в пучност х пол  Е старшей распростран ющейс  Е-моды, при этом излучающа  апертура выполнена в виде полуволновых щелей в стенке многомодового волновода пр моугольного , круглого или квадратного сече ни , расположенных вдоль его оси с g интервалом, кратным Л/2, где - дли (Л на волны старшей распростран ющейс  Е -моды. dA NOISE MICROWAVE RADIO, containing gas discharge noise generators, made in the form of a gas discharge tube and installed in a metal cavity with a radiating aperture, characterized in that, in order to obtain a wide-angle radiation pattern with a high temperature and high coefficient of radiation distribution blackness in the microwave range, the metal cavity is made in the form of a multimode waveguide of rectangular, circular or square section, at the ends of which there is a mounted short-pole pistons, and gas-discharge noise generators are installed along the axis of a multimode waveguide of a rectangular, circular or square cross section in the antinodes of the field E of the older propagating E mode, while the radiating aperture is made in the form of half-wave slots in the wall of a multimode waveguide of a rectangular, circular or square section, located along its axis with g interval multiple of L / 2, where is the length (L in the wave of the highest propagating E-mode. d

Description

' Изобретение относится к радиоизмерениям и может применяться при метрологической аттестации излучателей диапазона СВЧ й диагностике плазмы.'The invention relates to radio measurements and can be used in the metrological certification of emitters in the microwave diagnostic range of plasma.

Известен шумовой СВЧ-излучатель, содержащий газоразрядный генератор шума, установленный внутри спиральнокоаксиальной линии передачи Г1].Known noise microwave emitter containing a gas discharge noise generator mounted inside a spiral-coaxial transmission line G1].

Недостаток известного шумового СВЧ-излучателя - низкий коэффициент черноты в СВЧ-диапазоне.A disadvantage of the known noise microwave emitter is the low black factor in the microwave range.

ки, и металлическую полость, выполненную в виде многомодового волново да 2 (в рассматриваемом варианте круглого сечения).ki, and a metal cavity made in the form of a multimode waveguide 2 (in the considered variant of circular cross section).

В торцах многомодового волновода 5 2 установлены подвижные короткозамыкающие поршни 3 с отверстиями 4, через которые в металлическую полость введены газоразрядные генераторы шума 1, выполненные в виде газоразряд10 ной трубки.At the ends of the multimode waveguide 5 2, movable short-circuit pistons 3 with openings 4 are installed through which gas-discharge noise generators 1 made in the form of a gas-discharge tube are introduced into the metal cavity.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шумовой СВЧ-излучатель, содержащий газоразрядный генератор шума, выполненный в виде газоразрядной трубку и установленный в металлической полости с излучающей апертурой. Для повышения коэффициента черноты шумового СВЧ-излучателя путем многократного переотражения излучения внутри металлической полости с излучающей апертурой установлены отражатели Е2].The closest in technical essence to the invention is a noise microwave emitter containing a gas discharge noise generator, made in the form of a gas discharge tube and installed in a metal cavity with a radiating aperture. To increase the black factor of the noise microwave emitter by repeatedly reflecting radiation inside the metal cavity with a radiating aperture, reflectors E2] are installed.

. Однако в диапазоне длин волн, когда размеры излучателя значительно больше длины волны излучения,т.е.в субмиллиметровом. диапазоне,получается высокая яркостная температура излучения.. However, in the wavelength range, when the dimensions of the emitter are much larger than the radiation wavelength, i.e., in the submillimeter. range, a high brightness temperature of the radiation is obtained.

Цель изобретения - получение ши- рокоугольной диаграммы направленности с распределением излучения по закону Ламберта с высокой яркостной температурой и высоким коэффициентом черноты в СВЧ-диапазоне.The purpose of the invention is to obtain a wide-angle radiation pattern with a radiation distribution according to the Lambert law with a high brightness temperature and a high black factor in the microwave range.

Для достижения поставленной цели ‘ в шумовом СВЧ-излучателе, содержащем¹ газоразрядные генераторы шума, выполненные в виде газоразрядной трубки и установленные в металлической полости с излучающей апертурой, металлическая полость выполнена в виде многомодового волновода прямоугольного, круглого или квадратного сечения, в торцах которого установлены подвижные короткозамлкающие поршни, а газоразрядные генераторы шума новлены вдоль оси многомэдового новода прямоугольного, круглого • квадратного сечения в пучностях Е старшей распространяющейся Е ды, при этом излучающая, апертура выполнена в виде полуволновых щелей в стенке многомодового волновода прямоугольного, круглого или квадратного сечения, расположенных вдоль его оси с интервалом, кратным λ/2, где Я - длина волны старшей распространяющейся Е-моды.To achieve this goal, in a microwave noise emitter containing ¹ gas-discharge noise generators made in the form of a gas-discharge tube and installed in a metal cavity with a radiating aperture, the metal cavity is made in the form of a multimode rectangular, round or square waveguide, at the ends of which are movable short-circuiting pistons, and gas-discharge noise generators are updated along the axis of the multiedo novode of a rectangular, circular • square section in antinodes E of the older In this case, the radiating aperture, while radiating, the aperture is made in the form of half-wave slits in the wall of a multimode waveguide of rectangular, circular or square cross section located along its axis with an interval multiple of λ / 2, where I is the wavelength of the oldest propagating E-mode.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого шумового СВЧ-излучателя (показан вариант шумового СВЧ-излучателя,выполненного на многомодовом волноводе круглого сечения).The drawing shows a structural diagram of the proposed noise microwave emitter (shown is a variant of a noise microwave emitter made on a multimode circular waveguide).

Шумовой СВЧ-излучатель содержит газоразрядные генераторы шума 1, выполненные в виде газоразрядной труб15 уста волили поля -мо45Noise microwave emitter contains gas-discharge noise generators 1 made in the form of gas-discharge tubes15 set fields -mo45

Излучающая апертура выполнена в виде полуволновых щелей 5. Размеры полуволновых щелей 5 выбраны из соотношений Ь^Л/2, где Л - длина волны в свободном пространстве (с« Ъ ). Интервал между полуволновыми щелями .5 вдоль оси многомодового волновода 2 прямоугольного, круглого или квадратного сечения выбран кратным Λ/2, где А - длина волны старшей распространяющейся Е-моды.The radiating aperture is made in the form of half-wave slots 5. The dimensions of the half-wave slots 5 are selected from the relations b ^ A / 2, where A is the wavelength in free space (c "b). The interval between half-wave slots .5 along the axis of a multimode waveguide 2 of a rectangular, circular, or square section is selected as a multiple of Λ / 2, where A is the wavelength of the oldest propagating E-mode.

Шумовой СВЧ-излучатель работает следующим образом.Noise microwave emitter operates as follows.

При включении газоразрядных генераторов шума 1, выполненных в виде газоразрядной трубки, в многомодовом волноводе 2 прямоугольного, круглого или квадратного сечения, возбуждаются электромагнитные колебания, причем те моды, пучности Е- поля которых совпадают с местом установки газоразрядных генераторов шума 1 (в рассматриваемом варианте возбуждается старшая распространяющаяся мода , имеющая две пучности Е поля в поперечном сечении).When gas-discharge noise generators 1, made in the form of a gas discharge tube, are turned on, electromagnetic oscillations are excited in a multimode waveguide 2 of rectangular, circular or square cross section, and those modes whose E-antinodes coincide with the installation site of gas-discharge noise generators 1 (in the considered case, senior propagating mode, having two antinodes E fields in cross section).

Собственные Е -моды (электромагнитные волны с яркостной температурой, близкой к электронной температуре плазмы в газоразрядных генераторах шума 1) многократно отражаются от подвижных короткозамыкающих поршней 3 и поглощаются в положительном столбе плазмы, что приводит к выравниванию яркостной температуры вдоль оси газоразрядного генератора шума 1.Own E-modes (electromagnetic waves with a brightness temperature close to the plasma electron temperature in gas-discharge noise generators 1) are repeatedly reflected from moving short-circuit pistons 3 and are absorbed in the positive plasma column, which leads to equalization of the brightness temperature along the axis of the gas-discharge noise generator 1.

С другой стороны, электромагнитные волны, распространяющиеся в многомодовом волноводе 2 прямоугольного, круглого или квадратного сечения, возбуждают в его стенках поверхностные токи, вызывающие излучение полуволновых щелей 5, расположенных в пучностях тока с интервалом Λ/2. При этом излучение полуволновых щелей 5 является некоррелированным и может быть описано в дальней зоне диаграммой Ламберта.On the other hand, electromagnetic waves propagating in a multimode waveguide 2 of rectangular, circular or square cross-section, excite surface currents in its walls, causing radiation from half-wave slots 5 located in current antinodes with an interval Λ / 2. In this case, the radiation of the half-wave slots 5 is uncorrelated and can be described in the far zone by the Lambert diagram.

Таким образом, при выбранных размерах и конфигурации металлической полости и расположении газоразрядных генераторов шума удается реализовать широкоапертурный шумовой СВЧ-излучатель с высокой яркостной температурой (до 8000 К) и высоким коэффициентом черноты в СВЧ-диапазоне.Thus, with the selected dimensions and configuration of the metal cavity and the arrangement of gas-discharge noise generators, it is possible to realize a wide-aperture noise microwave emitter with a high brightness temperature (up to 8000 K) and a high black factor in the microwave range.

ВНИИПИ Заказ 3274/42 Тираж 862 ПодписноеВНИИПИ Order 3274/42 Circulation 862 Subscription

Филиал ППП Патент, г,Ужгород, ул.Проектная, 4Branch of PPP Patent, Uzhhorod, Project 4,

Claims (1)

ШУМОВОЙ СВЧ-ИЗЛУЧАТЕЛЬ, содержащий газоразрядные генераторы шума, выполненные в виде газоразрядной трубки и установленные в металлической полости с излучающей апертурой, отличающийся тем, что, с целью получения широкоугольной диаграммы направленности с распределением излучения по закону Ламберта с высокой яркостной температу- рой и высоким коэффициентом черноты в СВЧ диапазоне, металлическая полость выполнена в виде многомодового волновода прямоугольного, круглого или квадратного сечения, в торцах которого установлены подвижные короткоэамыкающие поршни, а газоразрядные генераторы шума установлены вдоль оси многомодового волновода прямоугольного, круглого или квадратного сечения в пучностях поля Е старшей распространяющейся Е-моды, при этом излучающая апертура выполнена в виде полуволновых щелей в стенке многомодового волновода прямоугольного, круглого или квадратного сечегния, расположенных вдоль его оси с интервалом, кратным Λ/2, где - длина волны старшей распространяющейся Е -моды.NOISE MICROWAVE RADIATOR containing gas-discharge noise generators made in the form of a gas-discharge tube and installed in a metal cavity with a radiating aperture, characterized in that, in order to obtain a wide-angle radiation pattern with a radiation distribution according to the Lambert law with high brightness temperature and high coefficient blackness in the microwave range, the metal cavity is made in the form of a multimode waveguide of rectangular, circular or square cross section, at the ends of which are mounted movable otkoeamyakayuschie pistons, and gas-discharge noise generators are installed along the axis of a multi-mode waveguide of rectangular, round or square cross section in the antinodes of the field E of the oldest propagating E-mode, while the radiating aperture is made in the form of half-wave slots in the wall of a multi-mode waveguide of rectangular, round or square cross-section, located along its axis with an interval that is a multiple of Λ / 2, where is the wavelength of the oldest propagating E-mode. SU „„1092698SU „„ 1092698