Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения

КОНСТРУКЦИЯ ГЕНЕРАТОРА.

Рассматриваемый генератор является полностью автономным устройством. Для его срабатывания достаточно только детонационного импульса.

Масса заряда взрывчатого вещества в зависимости от конструкции генератора колеблется в пределах от 3 до 25 грамм. Генератор может монтироваться в цилиндрический корпус, выполненный из радиопрозрачного материала, например, полиамида. Внешний диаметр корпуса v 25−40 миллиметров. Масса укомплектованного генератора вместе с корпусом составит от 80 до 200 грамм.

Для снижения габаритов и массы генератора может быть применена конструкция, включающая в себя одновременно рабочие тела двух типов, сегнетоэлектрическое и ферромагнитное. Помимо своей основной функции преобразования энергии эти рабочие тела в процессе функционирования генератора выступают в роли емкостного и индуктивного элементов его колебательного контура. Такая конструкция генератора позволяет более чем на 30% сократить его массу по сравнению с ферромагнитным или пьезоэлектрическим генераторами при сохранении величины излучаемой в окружающее пространство энергии. Сокращение массы конструкции генератора является весьма актуальным для многих областей его применения.

Одной из возможных областей применения рассматриваемых генераторов является активное воздействие на электрический потенциал атмосферных облаков. Для получения большего эффекта несколько сотен таких генераторов могут быть смонтированы в специальном контейнере, который доставляется в облако, например, метеорологической ракетой. Внутри облака контейнер распаковывается и генераторы равномерно разбрасываются по объему облака, а затем срабатывают. Грозовое облакосостоит из двух противоположно заряженных слоев. Основная часть электрических разрядов (молний) происходит между этими слоями. Только 10% разрядов приходятся на земную поверхность. Воздействие на облако СВЧ излучения провоцирует разряды внутри облака и выравнивает его электрический потенциал.

РАДИОЧАСТОТНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ.

Спектральная плотность электромагнитной энергии, излучаемой в окружающее пространство, может быть оценена по приводимым ниже эмпирическим зависимостям. Вводим обозначение величин зависящих от целочисленных индексов и:

и

,

где и — постоянная Планка и число Авогадро;.

и, и — соответственно, плотность и масса моля вещества сегнетоэлектрического и ферромагнитного рабочего тела.

— наибольшее значение тока в электрической цепи генератора в период времени;

— наибольшее значение напряжения на сегнетоэлектрическом рабочем теле в период времени;

и — безразмерные эмпирические коэффициенты.

Величины и могут быть найдены экспериментально или рассчитаны по зависимости (3). Коэффициенты и для рассматриваемого типа генераторов находятся в диапазоне 0,03 v 0,09. Тогда спектральная плотность электромагнитной энергии, излученной в окружающее пространство, в зависимости от частоты находится по эмпирическим формулам:

Для генератора с ферромагнитным рабочим телом

(3)

Для генератора с сегнетоэлектрическим рабочим телом рабочим телом

(4)

Для генератора с двумя рабочими телами — сегнетоэлектрическим и ферромагнитным