Анализ эквивалентной цепи взрыво-магнитного генератора частоты

Взрывомагнитный генератор частоты (ВМГЧ) состоит из спирального магнетокумулятивного генератора, гальванически связанного с конденсатором небольшой ёмкости. Для описания функционирования этого прибора используют концепцию эквивалентной схемы (ЭС). При этом, эмпирически подбирая параметры эквивалентной схемы ВМГЧ, можно вычислить ток в катушке ВМГЧ и получить хорошее согласование с экспериментальными данными для тока, полученными от пояса Роговского, что позволяет заключить, что концепция ЭС достаточно верно описывает поведение электрического тока в приборе. Однако, концепция ЭС не позволяет описать механизм высокочастотного излучения, генерируемого ВМГЧ. В данной статье анализируются как эквивалентная схема прибора, так и возможные механизмы высокочастотного излучения. Результаты анализа сравниваются с экспериментальными данными, полученными в тестах, проведеным в июне 1997 и августе 1998 гг.

Магнетокумулятивные генераторы были разработаны много лет назад, однако, только небольшое количество модификаций этих устройств, в том числе и ВМГЧ, способны генерировать высокочастотное радиоизлучение [1] (внешний вид прибора дан на рис. 1 . Это тем более кажется странным, поскольку в конструкцию стандартных моагнетокумулятивных генераторов добавлен единственный новый элемент, а именно, конденсатор. Но именно благодаря наличию конденсатора электродинамическая система ВМГЧ приобретает ряд новых свойств, одно из которых v высокочастотное излучение в полосе от 1 до 150 ГГц (результаты тестов изложены в [2, 3], хотя в работе [3] утверждается, что измеренный уровень излучения значительно ниже, чем тот, о котором сообщают создатели прибора).

Рис. 1

Однако, перед любыми дискуссиями об уровне высокочастотного излучения от ВМГЧ желательно определить физический механизм такого излучения, особенно гармоник выше 10 МГц. После серии экспериментов из результатов измерений тока от пояса Роговского можно считать установленным тот факт, что осцилляции тока в цепи ВМГЧ не превышают 10 МГц, в то время как характерные частоты (вернее, близкий к непрерывному спектр частот) радиоизлучения находятся в полосе от 10 до 150 ГГц. Как раз наличие таких высоких частот радиоизлучения и является основной загадкой работы ВМГЧ.

Рис. 2.

Впервые устройство и работа ВМГЧ была описана в статье Прищепенко и Щелкачёва [4]. Авторы также представили теоретическую модель функционирования ВМГЧ, основанную на работе эквивалентной схемы. Однако модель ЭС не объясняет некоторых экспериментальных данных, а именно, наличия ВЧ излучения и формы ?в виде рыбы¦ тока в катушке прибора (рис. 2 ). Несмотря на это, более аккуратный анализ эквивалентной схемы пробора позволяет, по крайней мере, описать возбуждаемый ?в виде рыбы¦ ток в катушке.

Модель ЭС не способна объяснить, почему ВМГЧ излучает гармоники выше чем 10 МГц. Между тем, данные спектрометров, разработанных в ФТБ ?Сириус¦, свидетельствуют о том, что большая часть энергии радиоизлучения находится в полосе частот от 10 до 150 ГГц. В этой статье мы не обсуждаем причины такого частотного распределения энергии, однако, отмечаем возможные подходы к объяснению этого загадочного, с точки зрения радиофизики, факта.

• Обоснование эквивалентной схемы для ВМГЧ.
• Сравнение с эксперименталными данными.

Другое по теме

Основные направления (тенденции) современной радиотехники проникновение идей радиотехники в медицину
Не так давно исполнилось 100 лет со дня первого в мире применения электромагнитных волн в практических целях. 6 февраля 1900 года русский физик, изобретатель радио Александр Попов, узнав о несчастье - 27 рыбаков было унесено в Балтийское море на оторванной льдине, - дал на 50-километровое расстояние радиодепешу на остр ...

Литье
Процесс литья под давлением имеет более чем вековую историю. Главными его преимуществами является возможность получения заготовок с минимальными припусками на механическую обработку или без неё и минимальной шероховатостью необработанных поверхностей, обеспечение высокой производительности и низкой трудоёмкости изготовл ...