Разделы сайта

Современные тенденции развития источников сверхкоротких электромагнитных импульсов

сверхкороткий импульс цифровой электромагнитный

В настоящее время СК ЭМИ приобретают все большую популярность. Было установлено, что подобный тип электромагнитных волн чрезвычайно эффективен для передачи цифровой информации, что делает данный тип электромагнитного импульса наиболее опасным для радиотехнических и электронных систем, тем более что их восприимчивость к СК ЭМИ стремительно растет [4].

Сегодня существует множество источников СК ЭМИ. Составными элементами современных устройств, излучающих СК ЭМИ, являются генераторы и антенно-фидерные устройства. На рис. 1.1 показаны основные виды генераторов СК ЭМИ.

Рис. 1.1. Виды генераторов СК ЭМИ

Достаточно просто СК ЭМИ генерируются современными полупроводниковыми генераторами. Такие генераторы построены по модульному принципу. Один модуль имеет выходное напряжение 6 кВ при выходном сопротивлении 50 Ом. Замечательным свойством генераторов является возможность их синхронизации по управляющим сигналам ТТЛ-уровня. Недостатком полупроводниковых генераторов является их ограниченный ресурс и высокая стоимость. Так например, генератор PBG 5 фирмы Kentech Instruments Ltd. в Англии стоит 77,4 тыс. долларов, а PBG 7 - 131,7 тыс. долларов. Для экспорта генераторов в Россию требуется специальное разрешение [8].

Еще одним недостатком полупроводниковых генераторов является недостаточный ресурс стабильной работы фотоуправляемых ключей на основе арсенида галлия. Однако более 20 лет назад в Физико-техническом институте А.Ф. Иоффе (г. Санкт-Петербург) была начата разработка нового типа полупроводниковых ключей на основе кремния [9]. Наиболее эффективные из них работают на размыкание с использованием низковольтных индуктивных накопителей, позволяя сразу в сотни раз увеличить напряжение, и получить высоковольтные СК ЭМИ. Но все же, несмотря на новые технологии в изготовлении ключей для полупроводниковых генераторов наблюдается большой разброс индивидуальных параметров ключей, изготовленных по одной технологии, что является еще одним недостатком полупроводниковых генераторов [9].

Следующим достаточно распространенным видом излучателей СК ЭМИ являются искровые генераторы. Первые искровые излучатели электромагнитных волн впервые использовались еще в опытах Герца и Попова. Затем, в связи с изобретением электронной лампы, интерес к искровым генераторам пропал. Интерес к искровым генераторам возобновился лишь во второй половине XX века в связи с развитием техники мощных наносекундных генераторов. Искровые генераторы можно разделить на генераторы с маслонаполненным разрядником и газовым разрядником. Основное преимущество системы с проточным масляным зазором по сравнению с проточным газовым зазором заключается в ее компактности. Перспектива повышения частоты до 4-10 кГц связывается с использованием менее вязкой жидкости и увеличением скорости потока [10]. Однако, по сравнению с газовыми искровыми генераторами генераторы на основе маслонаполненных разрядников имеют своим недостатком быстрое загрязнение трансформаторного масла продуктами распада электродов. Следует отметить, что генераторы с использованием газовых разрядников позволяют получать СК импульсы с большей мощностью. Для мощных частотных субнаносекундных разрядников наиболее подходящим газом обычно является водород [3].

Причины этого следующие:

максимальная теплопроводность по сравнению с другими газами;

водород под действием искровых разрядников не разлагается и не ступает в химические реакции с конструктивными материалами разрядника;

газообразный водород достаточно дешев и широко используется для различных целей.

Именно по этим причинам в США была предпринята разработка серии «Н» мощных частотных генераторов на водородных разрядниках под общим кодовым названием «Hindenberg» [11-14].

Общим недостатком обоих типов искровых генераторов является ограничения по импульсной мощности.

Мощный стационарный излучатель ЭМИ на основе искровых генераторов с маслонаполненными разрядниками показан на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Формирователь импульсов поля с начальным участком полеобразующей системы излучателя «Актив»

Такие стационарные излучатели требуют строительства специальных сооружений, так как высоковольтная генераторная часть излучателя и экранированная кабина с пультом управления и регистраторами должны находиться в отапливаемом помещении [3].

В последние годы появились новые мощные мобильные генераторы, излучающие периодические и однократные СК ЭМИ с максимальной частотой повторения до 1 кГц. Их можно размещать в автофургонах или автоприцепах и применять на значительном расстоянии для исследования воздействия СК ЭМИ на объекты радиотехнических средств, системы телекоммуникаций, охранные системы, системы управления и командные пункты. Одним из основных эксплуатационных требований к таким излучателям является мобильность, что предполагает в свою очередь специфические требования к конструкции: монтаж всех узлов в передвижном транспортном средстве, наличие там же экранированной кабины с пультом управления, средств регистрации и системы автономного электропитания [3].

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Самое читаемое:

Анализ и исследование схем преобразователей напряжение-частота
В последнее время широкое распространение получили преобразователи напряжения в частоту на ОУ. Такие преобразователи характеризуются точностью, высокой линейностью, хорошей температурной стабильностью параметров и низкой стоимостью. Одно из главных применений преобразователей напряжения в частоту основано на способности этих преобра ...