книги / СВЧ-энергетика. Применение энергии сверхвысоких частот в медицине, науке и технике
.pdfжиме мощность 400 кет с к. п. д. 70%; на более низких частотах и при больших мощностях, по-видимому, до стижимы к. п. д. 90% [2].
После того как мощность попала на коллекторы ваго на, СВЧ-энергия должна быть преобразована в энергию постоянного тока (по крайней мере пока не будет изобре тен соответствующий мощный СВЧ-двигатель). Как уже сообщалось в работе [8]1, вакуумные диоды можно заста вить работать в интересующем нас диапазоне с высоким к. п. д. В частности, на более низких частотах СВЧ-диапа- зона к. п. д, выпрямления достигает 95%. Однако проб лема долговечности ламп, связанная с ухудшением пара метров катода и ростом механических колебаний анода и катода, налагает некоторые ограничения на применение этих приборов.
В поисках другого подходящего решения в Ренселеровском политехническом институте проводятся иссле дования полупроводниковых СВЧ-выпрямителей. Зада ча при этом заключается в том, чтобы использовать такие преимущества полупроводниковых приборов, как долго вечность и надежность. Измерения параметров и испыта ния основных приборов на р — /г-переходах показали, что образцы специальных диодов с барьером Шоттки и диодов с гетеропереходами оказываются наиболее пер спективными с точки зрения требований работы на высо ких уровнях мощности с высоким к. п. д. в дециметровом диапазоне и длинноволновой части сантиметрового диапа зона. Эти диоды (по существу приборы с основными носи телями) выпрямляют при минимальном накоплении за ряда, обычно препятствующем выпрямлению на сверхвы соких частотах. Их безынерционность позволяет пол ностью выпрямлять большую часть содержащихся в СВЧсигнале гармоник, благодаря чему реализуются высокие к. п. д. При уровнях мощности до десятков ватт дости гнут общий к. п. д. системы 75—80%. К. п. д. самих дио дов* должен превышать 95%.
На основе работ с гетеропереходом Ое—ОаАз, обладаю щим пробивным напряжением около 100 в, предполагает ся, что можно изготовить «однокорпусный» составной
1 См. также т. 1, гл. 4.— Прим. ред.
диод (матрица с последовательно-параллельным соеди нением диодов), имеющий пробивное напряжение 1000 в и эффективное ВЧ-сопротивление 0,5 ом (включая пере пад на барьере). Такой диод, способный выдержать вы прямленный ток 20 а и около 100 вт рассеянной мощности, позволил бы получить 10 кет полезной выпрямленной мощности на одну пару диодов. Предполагается, что при таких уровнях мощности к. п. д. диодов составляет ^9 8 % на частоте 230 Мгц при к. п. д. системы 85—90% . Пред стоит еще также определить оптимальную схему выпрями теля, в которой гармоники и омические потери мини мальны. И все же, когда такой выпрямительный модуль (мощность 10 кет, объем 16 дм*) будет создан, станет, по-видимому, возможной работа с многомегаваттными мощностями, требуемыми для рассмотренных выше при менений, особенно если учесть, что в приемных СВЧ-си- стемах энергия обычно распределяется между множеством приемных модулей.
IV. Выводы
Твердо наметилась программа нормального или не сколько ускоренного развития в области выпрямления и генерации мощности, что должно своевременно обеспе чить создание соответствующих компонентов для какоголибо варианта рассмотренных транспортных систем. Ви димо, нет принципиальных инженерных препятствий для эффективной передачи мощности высокоскоростному вагону, движущемуся в металлической трубе, по которой распространяется волна типа ТЕ01, характеризующаяся малыми потерями в стенках.
О б о з н а ч е н и я
р — частота, гц\ « — затухание, неп;
ТЕ01 — поперечно-электрическая волна в круглом вол новоде с одной радиальной вариацией поля;
ТЕШ — такая же волна в коаксиальном волноводе;
ТЕ 11 — низший тип поперечно-электрической волны в круглом волноводе;
ТМ\\ — поперечно-магнитная волна в круглом волноводе
с такой же критической частотой, как и для ТЕ*\\ 0 __ добротность резонатора; 1 — ширина зазора соединения Рибле;
/ л(х) — функция Бесселя первого порядка;
ТЕ1п — высшие поперечно-электрические типы волн с круговой поляризацией в круглом волноводе.
Л1И Т Е Р А Т У Р А
1.Р о а Л. V., Н^Ь $реей 1гап$рог1 1п поп-еуасиа!ей 1иЪез, Ргос. ЛоЫ Ыа1Ь. ТгапзрогЫ1оп 5ушр., А5МЕ, 5ап Ргапс15со, Аие. 1966, рр. 364 -372 .
2.О к г е $ а Е. С., Ке1аНуе 1о писгоугауе роугег епешееппе,
|
1ЕЕЕ Тгапз. Мкгошсюе Ткеогу Теск., МТТ-13, |
рр. 870—871 |
3. |
Шоу. 1965). |
|
В а г 1 о уг М. М., ТЬе ге1аНуе роугег-саггуЁщ* сараеНу оГ Ы^Н- |
||
|
Ггеаиепсу чтауевиМез, Ргос. 1ЕЕЕ (Ьпй), Р1. С., 99, рр. 21—27 |
|
4. |
(Лап. 1952); р. 323 (5ер. 1952). |
угауебшйе аз |
Ь о е ч г е п з ( е г п АУ., В и п п К., СуПпйпса1 |
I |
а роу/ег (гапзш1551оп тейш т — ЫтНаНоп йие 1о тойе сопуег- |
||||
Г^а1оп, Ргос. 1ЕЕ, 54, рр. 955—968 (Ли1у 1966). |
|||||
5. 8 Ь е I п |
в о 1д |
|
I . 5., 5 1 о г е г Л. Е., СлгситГегепИа! бар т |
||
|
а С1гси1аг угауе |
би1с1е ехсИей Ьу а йоттап! агси1аг е1ес1пс |
|||
6. |
угауе, У. |
Арр1. |
|
Ркуз., 25, рр. 545—552 (Мау 1954). |
|
М а г с а 1 1 1 1 |
Е. А. Л., |
О'гсЫаг ИуЪгЫ шпсНоп, ВеИ 8уз(ет |
|||
|
Теск. |
40, рр. 185— 192 |
(1961). |
7.О би с к 1 в ., С1гси1аг е1ес!пс тойе йи-есБопа! соир1ег, 1РЕ
Тгапз. ЛИсгошаое Ткеогу Теск., МТТ-8, рр. 660—666 (Коу. 1960).
8. В г оу г п 'IV. С., частное сообщение, 1966.
Арден
Баддур
Барлоу
Беге
Берковиц
Бичлер
Браун
Брэдшоу
Бэрджесс
Вильямс
Вейлстеке
Варнер
Восс
Гарньер
Губо
Данн
А г й е п Р . N.. РерагЕшепЕ оЕ Е1есЕпса1 Еп01-
пеепп§, Непззе1аег РоЕуЕесЬшс 1пзЕ1ЕиЕе, Тгоу, №\у Уогк.
В а с 1 с! оиг К- Р., РерагЕшепЕ оЕ С11еппса1 Епб1пееппб» МаззасЬизеЕЕз 1пзШи1е оЕ ТесНпо-
1о§у, СатЬпсЕбе, МаззасЬизеЕЕз. |
оЕ |
Е1есЕпса1 |
|||
В а г 1 о \у |
Н. |
М., |
РерагЕшепЕ |
||
Еп^пеепп^, |
ишуегз1Еу Со11е§е, |
ЬопсЕоп, Еп§*- |
|||
1ап(Е. |
Е ., |
Е1есЕгошс РЬузкз ЬаЪогаЕогу, |
|||
В е ^ б 5 «*• |
|||||
РИу51са1 Е1есЕгошсз |
ВгапсЬ, Оепега1 |
Е1есЕпс |
КезеагсЬ апс! Реуе1ортепЕ СепЕег, ЗскепесЕасЕу,
Ые\у Уогк. |
1 1 г К. |
5 ., ТЬе Мооге 5сЬоо1 оЕ |
В е г к о \у |
||
Е1есЕпса1 Епбтеепп§, |
0 п1Уегв11у оЕ РеппзуЕуаша, |
РЫ1ас1е1рН1а, Реппзу1уаша.
В1 е с п 1 е г С. 3., Мкго\уауе АззопаЕез, Виг-
ПпбЕоп, МаззасЬизеЕЕз.
Вг о \у п ^ С., Мкгошауе Ро\уег ТиЬе Р1у13шп, КауЕЬеоп Сот рапу, Зрепсег ЬаЪогаЕогу, ВигИп^- 1оп, МаззасЬизеЕЕз.
В г а с! з Ь а |
|
Л. А ., |
РерагЕшепЕ |
оЕ |
Е1есЕпса1 |
|
Еп§теегтб, |
НепззеЕаег Ро1уЕесЬшс |
1пзШи1е, |
||||
Тгоу, Ке\у Уогк. |
|
|
|
Сеп- |
||
В и г § е з з |
Л. 3., Ноте А\г Реуе1ортепЕ |
|||||
Еег, ОпЕЕ1з |
Ак |
Рогсе |
Вазе, Ноше, |
Ые\у |
Уогк. |
|
1 1 И а ш 5 |
N. Н., |
1п(Еиз1г1а1 |
АррНсаЕюпз |
Р1у 1з10п. Уапап АззоааЕез, Зап СагЕоз, СаНЕогша.
V и у 1 |
з Е е к е |
А. |
А., Зрасе РеЕепсе Р1У1510п, |
|
Ашепсап |
ОрЕка1 |
Сотрапу, Р^ЕЕзЬиг^Ь, Реппзу- |
||
1уаша. |
п е г |
Н. |
С., |
1п<1изЕпа1 АррПсаЕюпз РР |
^ а г |
У1510П, Уапап АззошаЕез, Зап Саг1оз, СаПЕогта. О е о Е Е г е у У о з з А У . А., РерагЕшепЕ оЕ Е1есЕпса1 Еп§теег1пб, 1Лшуегз1Еу оГ А1ЬегЕа, ЕЛтоп*
Еоп, ВгШзН Со1итЫа, СапасЕа.
О а г п I ег Н. С., РерагЕшепЕ оЕ Епётееппе. 1Л5А ЗаЕеШЕе СоттишсаЕюпз Адепсу, РогЕ
МоптоиЕЬ, |
Ые\у |
Легзеу. |
|
|
О о и Ь а и |
О., |
Ехр1огаЕогу |
НезеагсЬ, |
Агту |
Е1есЕгошсз |
Соттапс1, РогЕ |
МоптоиЕЬ, |
№\у |
|
Легзеу. |
А., |
РерагЕшепЕ оЕ |
Е1есЕпса1 |
Еп&Р |
Р и п п Р . |
пеегш§, ЗЕапЕогс! 11шуег51Еу, ЗЕапГогд, СаПЕогта.
Дандас
Декаро
Джеймс
Джонсон
Джордж
Колеман
Копсон Корю Исии
Космал
Крэпучетс
Куин
Куйерс
Лаву
Лоевенстерн
Мак-Дауэлл
Мортенсон
Нанэн
Окресс
О'Мира
Паркер
П оль
О и п с! а з Р е I е г |
Н., |
Ргосезз Оеуе1ортеп1, |
|||
ТАРА 1псогрога1ес1, |
Сопсагс!, |
№\у |
НатрзЫге. |
||
О е с а г е а и |
Р. V., |
Ат11егз1, |
Ые\у |
НатрзЫге. |
|
Л а т е $ С. |
Р о Ь е г I, |
Оераг1теп1 |
оГ Е1ес1гР |
са1 Еп^теегт^, 11п1уег5Н:у о! А1Ьег1а, Еётоп*оп, А1Ьег1а, Сапаёа.
Л о Ь п з о п С. С., ОераНтеп* о? РЬузю1о§у апё ВюрЬуз^з, 1Лп1Уегзиу оГ \УазЫпб1оп, 5еаи-
1е, АУазЫщ^ол. |
|
АУез! ЬаГауеИе, |
1шПапа. |
|||
Сх е о г § е Р. Н., |
||||||
С о 1 е т а п |
Р. |
О., |
ОераНтеп! |
о? |
Е1ес1пса1 |
|
Епб1пеег1пб, |
1ЛшуегзМу |
о? ППпо1з, |
1ЛгЬала, |
|||
ПН П013. |
|
Ыог1Ь 5с1^а1е, МаззасЬизеИз. |
||||
С о р з о п Э. А., |
||||||
К о г у и 1 з Ь ы |
Т., ЭераНтеп! |
оГ |
Е1ес1пса1 |
|||
Епдшееппе, |
МагциеНе |
1ЛшуегзИу, МПшаикее, |
||||
Мзсопзт. |
|
|
Е1ес1гота^пеис ТесЬпо1о8У |
|||
К о з ш а И 1 Н. О., |
ВесНоп, ИА5А Ьешз РезеагсЬ Сеп1:ег, С1еуе1апё, ОИ10.
С г а р и с Ь е и е з Р. \У., Е1ес1гоп ТиЪе ОР у1310П, ЬШоп 1ш1из1пе5, Вал Саг1оз, СаШопла.
О и 1 пе |
Л. Р., |
Оепега1 Е1ес1пс РезеагсЬ апс1 |
||||
беуеЬртеп* |
Сеп1ег, |
5сЬепес1ас1у, |
№\у |
Уогк. |
||
К о о у е г 5 |
О. Р ., |
1Лп1Уегза1 Сотрикегз |
АррИ- |
|||
саиопз, |
Ра1о |
АЦо, |
СаШЪгша. |
ЬаЬога^огу, |
||
Ь а V о о |
N. |
Т., |
Е1ес1гоп1с РЬуз1С5 |
Сепега1 Е1ес1пс РезеагсЬ апё БеуеЬртеп! Сеп-
1ег, ВсЬепес^аёу, |
Ые\у |
Уогк. |
Ь о е \ у е п з 1 е г п |
\У., |
Тгапзппззюп РасПШез, |
$у!уап1а Е1ес1гоп1с 5уз1етз, М4. У1е\у, СаН-
Гогша.
М с Ь о \у е 1 1 Н. Ь., ВРБ ЬаЬога1опез, 1псогрога1её, А ВиЬз1(Ъагу оГ Уапап Аззос1а1ез,
1Лпюп, №е\у Легзеу.
М о г 1 е п з о п К* Е ., Оераг1теп1 о! Е1ес1пса1 Еп§теегп1^, Репззе1аег Ро1у1есЬтс 1пзЦ{и{е,
Тгоу, |
Ые\у Уогк. |
|
N и п а п С. В., РаЫаНоп 01у131оп, Уапап Аззо- |
||
с1а1ез, |
Ра1о АИо, |
СаШогпга. |
О к г е з з Е. С., |
ВРБ ЬаЬога(опез 1псогрога1:её, |
А ЗиЪз1<Лагу оГ Уапап А550с1а1ез, 11пюп, Ые\у
Легзеу.
М е а г а Р. О., Рооё РгосеззтбЗузитз, Сгуоёгу СогрогаЫоп, Вал Ратоп, СаШогш’а.
Р а г к е г |
IV |
N.. Аёуапсеё Оеуе1ортеп1, Ро- |
хуег Оеукез, |
Раёю СогрогаНоп оГ Атепса, |
|
ЬапсазЫг, |
Репп5у1уаша. |
Р о Ь 1 АУ. Л., ЫВОО, Сепега1 Е1ес1пс Сотралу, ЗсЬепес1аёу, №\у Уогк.
Райдер
Роу
Сапплй Се-Пуан Ю
Тинга
Толбот.
Трипаси
Тумэй
Уайт Уотсон Д.
Уотсон А.
Фарни
Фогельхут
К у с! е г К. М., ЗШсоп Тгап51з1ог5 апЛ Ш е^гаЫ С1гсш1з, Ехр1ога1огу Зет коп Лис!ог ЬаЬога!огу Ве11 Те1ерЬопе ЬаЬога!опез, Миггау НП1, Ыеу/
Легзеу. |
|
|
|
Ши- |
К о V е Л. Е ., Е1ес1гоп РЬузкз ЬаЬога^гу, |
||||
уегзку оГ |
АИсЫ^ап, |
Апп АгЬог, |
МхсЫ^ап. |
|
5 и р р 1 ее |
А. Е ., 0ераг!теп1 оГРогез! РгоЛиск, |
|||
5 е-Р и а п |
V и, Оепега1 Е1ес1г]С |
НезеагсЬ апЛ |
||
БеуеЬртеп! Сеп!ег, |
5сЬепес!аЛу, |
№\у |
Уогк. |
Т] п ^ а V/. К., Оераг1теп1 о! Е1ес1пса1 ЕпбЬ
пеегтб, ШйуегзЦу оГ А1Ьег!а, ЕЛтоп1оп, СапаЛа. СгуоЛгу СогрогаНоп, 5ап Катоп, СаП- !огша.
Та 1 Ь о I К. I., Мкгожауе Эеукез алЛ РЬуз1са1 Е1ес1гошсз ЬаЬога^огу, ШпуегзИу о1 ШаЬ, 5а1! Ьаке С11у, ШаЬ.
Т г 1 р а 1 Ь 1 V. |
К-, |
Со11ебе о? |
Епбтееппб» |
|||||
ШпуегзНу |
о! |
Ок1аЬоша, |
Nогшап, |
Ок1аЬоша. |
||||
Т о о т |
а у Л. С., |
АЬгез, |
ВаШзИс Зуз1етз ОЬ |
|||||
У1310П} |
1Г5 Ак |
Рогсе, |
ВЗУБЕ, |
ВаШзМс 5уз1ет |
||||
Б т зю п , |
1Чог1оп |
Ак |
Рогсе |
Вазе, |
СаШогша. |
|||
1УЬ I I е Л. Р ., |
1пЛиз1па1 М1сго\уауе ОрегаНоп |
131у151оп, Уапап Аз50С1а1ез, Зап Саг1оз, СаШогша. IV а I з о п Э. С., Мкго\уауе Оеукез ап<1 РЬу31са1 Е1ес!гошсз ЬаЬога!огу, 1ЛшуегзИу о? ШаЬ,
ЗаН Ьаке СНу, |
ШаЬ. |
IV а I з о п А., |
ВиПЛтб КезеагсЬ ЗиНоп, АН- |
шз1гу о! РиЬНс |
ВиПЛтб апЛ 1Уогкз, 1Уа!ГогЛ, |
Епб1апЛ.
Р а г п е у О. К., ЗРЭ ЬаЬога!опез, 1псогрога1еЛ, А ЗиЪз1(Иагу о! Уапап А55ос1а1ез, 1Лшоп,
Кеуг Легзеу.
V о б е 1 Ь и 1 Р. О., Оераг1теп! оГ Е1ес1пса1 ЕпфпееппбишуегзПу о! СаШогша, Вегке1еу, СаШогша.
Хелл |
Н и 1 1 Л. |
Р., |
КезеагсЬ |
В 1У151оп, ЬШ оп 1пЛиз1- |
||||||
Хесс |
пез, Зап |
Саг1оз, |
СаШогша. |
|
Е1ес1гоп |
|||||
Н е з з |
Р. |
Ь1., |
РезеагсЬ |
ЬаЬога!огу, |
||||||
|
ТиЪе ;01у1з1оп, |
ЫНоп |
1пЛиз1пез, |
Зап |
Саг1оз, |
|||||
Хилл |
СаШогша. |
Ь., |
А1ехапЛпа, |
У п ^ш а. |
|
|
||||
Н I 1 1 |
В. |
|
ВеЛГогЛ, |
|||||||
Хинэн |
Н е е п а п |
Ы., |
|
МНге |
|
СогрогаМоп, |
||||
Хэтч |
МаззасЬизек. |
|
РЬузкз 01У15Юп, Агбоппе Ыа- |
|||||||
Н а ! с Ь А. Л., |
||||||||||
Шван |
Иопа1 |
ЬаЬога!огу, |
Агбоппе ППшпз. |
|
||||||
5 с к V/а п Н. Р ., |
ВютесПса1 Е1ес!гошс ЕпбР |
|||||||||
|
пеег1Пб> ТЬе Мооге ЗсЬоо1 о! Е1ес1пса1 Епбшее- |
|||||||||
|
Г1Пб, |
йшуегзИу |
о! Реппзу1уаша, |
РЬПаЛе1рЫа, |
||||||
|
Реппзу1уаша. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Шверине |
З с Ь д у е г 1 П б ^ - » |
Ехр1ога!огу РезеагсЬ, Агшу |
||||||||
|
Е1ес1гошсСошшапё, РогЛМоптоиШ, Ыеуг Легзеу. |