Мощный источник сверхширокополосного излучения с эллиптической поляризацией и мегавольтным эффективным потенциалом

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Разработан мощный источник сверхширокополосного излучения с эллиптической поляризацией на основе 64-элементной решетки спиральных антенн. Решетка возбуждалась биполярным импульсом напряжения амплитудой до 240 кВ и длительностью 1 нс на частоте повторения 100 Гц. Получены импульсы излучения с коэффициентом эллиптичности 0.64 и пиковой напряженностью поля 250 кВ/м на расстоянии 10 м.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Ю. А. Андреев

Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук

Email: koshelev@lhfe.hcei.tsc.ru
Russian Federation, Томск

А. М. Ефремов

Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук

Email: koshelev@lhfe.hcei.tsc.ru
Russian Federation, Томск

В. И. Кошелев

Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: koshelev@lhfe.hcei.tsc.ru
Russian Federation, Томск

В. В. Плиско

Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук

Email: koshelev@lhfe.hcei.tsc.ru
Russian Federation, Томск

С. С. Смирнов

Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук

Email: koshelev@lhfe.hcei.tsc.ru
Russian Federation, Томск

References

  1. Усыченко В.Г., Сорокин Л.Н. Стойкость сверхвысокочастотных радиоприемных устройств к электромагнитным воздействиям. Москва: Радиотехника, 2017.
  2. Giri D.V., Hoad R., Sabath F. High-power Electromagnetic Effects on Electronic Systems. Boston/London: Artech House, 2020.
  3. Зиновьев С.В., Евдокимов А.Н., Сахаров К.Ю., Туркин В.А., Алешко А.И., Иванов А.В. // Медицинская физика. 2015. № 3. С. 62.
  4. Ultra-Wideband Radar Technology / Ed. by J.D. Taylor. Roca Raton: CRC Press, 2001.
  5. Koshelev V.I. Plisko V.V. // J. Phys.: Conf. Series. 2022. V. 2373. P. 072037. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2373/7/072037
  6. Kraus J.D. Antennas. New York: McGraw-Hill, 1950.
  7. Юрцев О.А., Рунов А.В., Казарин А.Н. Спиральные антенны. М.: Советское радио, 1974.
  8. Morton D., Banister J., DaSilva T., Levine J., Naff T., Smith I., Sze H., Warren T., Giri D.V., Mora C., Pavlinko J., Schleher J., Baum C.E. // Proc. IEEE Int. Power Modulator and High Voltage Conf. (Atlanta, GA) NewYork: IEEE, Inc. 2010. P. 186.
  9. Delmote P., Pinguet S., Bieth F. // Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics (Sabath F. and Mokole E.L., Eds) New York: Springer. 2014. V. 10. P. 239.
  10. Romanchenko I.V., Ulmaskulov M.R., Sharypov K.A., Shunailov S.A., Shpak V.G., Yalandin M.I., Pedos M.S., Rukin S.N., Konev V.Yu., Rostov V.V. // Rev. Sci. Instrum. 2017. V. 88. P. 054703. https://doi.org/10.1063/1.4983803
  11. Andreev Yu.A., Efremov A.M., Koshelev V.I., Kovalchuk B.M., Petkun A.A., Sukhushin K.N., Zorkaltseva M.Yu. // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 85. P. 104703. https://doi.org/10.1063/1.4897167
  12. Андреев Ю.А., Ефремов А.М., Зоркальцева М.Ю., Кошелев В.И., Петкун А.А. // РЭ. 2018. Т. 63. № 8. С. 795. https://doi.org/10.1134/S0033849418080028
  13. Андреев Ю.А., Ефремов А.М., Зоркальцева М.Ю., Кошелев В.И., Петкун А.А. // ПТЭ. 2018. № 1. С. 60. https://doi.org/10.1134/S0020441218010116
  14. Andreev Yu.A., Efremov A.M., Koshelev V.I., Kovalchuk B.M., Plisko V.V., Sukhushin K.N., Zorkaltseva M.Yu. // Laser Part. Beams. 2015. V. 33. № 4. P. 633. https://doi.org/10.1017/S026303461000725
  15. Andreev Yu., Koshelev V., Smirnov S. // Proc. 20th Int. Symp. on High-Current Electronics (ISHCE). New York: IEEE, Inc. 2018. P. 16. https://doi.org/10.1109/ISHCE.2018.8521217
  16. Efremov A.M., Koshelev V.I., Kovalchuk B.M., Plisko V.V., Sukhushin K.N. // Laser Part. Beams. 2014. V. 32. № 3. P. 411. https://doi.org/10.1017/S026303461000299
  17. Koshelev V.I., Plisko V.V., Sukhushin K.N. Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics. / Ed. by Sabath F., Giri D.V., Rachidi F., Kaelin A. New York: Springer. 2010. Vol. 9. P. 259.
  18. Воскресенский Д.И. Антенны с обработкой сигнала: Учебное пособие для вузов. Москва: Сайнс-Пресс, 2002.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. External view of the UWB radiation source: 1 - generator of high-voltage monopolar pulses SINUS-200, 2 - bipolar pulse shaper, 3 - power divider, 4 - spiral antenna array.

Download (258KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependences of peak field strength efficiency ( 1 ) and ellipticity coefficient ( 2, 3 ) on the number of turns of the spiral antenna: curve 2 - calculation, 3 - experiment.

Download (89KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Frequency dependence of VSWR for spiral antennas with N = 3 (1) and N = 6 (2, 3): curve 2 - calculation, 3 - experiment.

Download (98KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Directional diagrams in terms of peak electric field strength in the horizontal and vertical planes for antennas with N = 3 (1, 2) and N = 6 (3, 4), respectively.

Download (92KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Directional diagrams by peak electric field strength in the horizontal plane for the antenna with N = 6: curve 1 - experiment, 2 - calculation.

Download (75KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Frequency dependence of VSWR for an infinite array element at d = 18 cm (1) and a single antenna (2).

Download (102KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Dependence of the energy efficiency of an element of an infinite array of spiral antennas with N = 6 on the distance between the elements.

Download (64KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Directional diagrams of the 8×8 grating in the horizontal plane calculated using the grating multiplier (1), direct summation of radiation pulses (2) and measurements (3).

Download (81KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Voltage pulses at the input of the antenna array (a) and the intensity of the vertical component of the electric field at the distance r = 10.36 m (b).

Download (88KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Godograph of the electric field strength vector in the main direction of radiation at a distance r = 10.36 m from the spiral antenna array.

Download (102KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Time dependences of the generator voltage pulse amplitude at the antenna array input and its RMS deviation (a), peak intensity of the vertical component of the electric field at a distance r = 10.36 m and its RMS deviation (b) at a pulse repetition rate of 100 Hz.

Download (109KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences