поскольку они определяют Vim. При этом величина ei определяется из решения задачи об одноимпульсном пробое при заданных Ет, т и р.

Результаты решения (5.32) для нескольких значений ра и рт приведены на рис. 5.9 (кривые / для V=0, кривые 2-V=10 см/с) и рис. 5.10 (для К=0). На этих рисунках QK=Tnh - скважность.

Как показали расчеты, при скоростях V<105 м/с удаление электронов из разрядной области потоком газа оказывает малое влияние на электропроч-иость щелевой антенны при многоимпульсном пробое. Увеличение электрической прочности щели становится значительным при V>10= см/с. Дальнейшее увеличение скорости приводит к преобладанию потерь за счет захвата электронов

Ет/р, В/см-Тор

Рис. 5.10. Зависимость электрической прочности прямоугольной щели от скважности при миогоимпульоном пробое для различных значений ра

из области пробоя потоком газа над остальными механизмами потерь. Согласно кривым 2 многоимпульсный пробой возможен только для (Гп/т)<20. Если (7п/т)>20, то все электроны, образовавшиеся в течение импульса, полиостью удаляются из разрядного объема в паузе, отсутствуют накопления лишних электронов от импульса к импульсу и многоимпульсный пробой произойти не может. Следовательно, при (Гп/т)>ЙО происходит преобразование режима разрядообразования из многоимпульсиого в одноимпульсный.

Замечания, изложенные ранее об увеличении электрической прочности щели путем наложения электростатического поля Ее. направленного вдоль оси х, справедливы и в случае многоимпульсного пробоя так же, как справедлив и метод расчета пробоя в этом случае, если под скоростью V понимать скорость дрейфа свободных электронов в поле Ее, равную Уц = ЦеЕе.

Рассчитанная по полученным разрядным характеристикам зависимость мощности пробоя прямоугольной щели с размерами аХ 6=3,55X4,8 см при частоте f=9,17 ГГц от частоты повторения модулирующих импульсов для давлений р=5 и 30 Тор приведена на рис. 5.11. Экспериментальные зависимости пробивной мощности взяты из [74]. В качестве диэлектрика, герметизирующего раскрыв, при эксперименте использовался полиэтилен с е=2,5. Длительность импульса равнялась 0,37 мкс.

500 WOO гООО 5000 FJu.

Рис. 5.11. Зависимость пробивной мощности прямоугольной щели от частоты

повторения импульсов ори различных давлениях:

/ - расчет; 2 - эксперимент; 3 - расчет в предположении pD=42,5

б.З. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ КОЛЬЦЕВОЙ ЩЕЛИ В ПЛОСКОМ ЭКРАНЕ

Рассмотрим электропрочность кольцевой щелевой антенны прн импульсном и непрерывном пробоях. Геометрия антенны показана на рис. 3.14. Скорость ионизации согласно [75] можно представить в виде

Vf(r) Р

где р - коэффициент, учитывающий состояние и состав газа, окружающего антенну; Е(г) - функция, описывающая распределение электрического поля вблизи антенны, определенная в [69]; р - давление газа.

Расчеты показали, что критическая напряженность поля узкой кольцевой щели б<;0,15а является функцией только ширины щели.

На рис. 5.12 приведены разрядные характеристики узкой кольцевой щели с 6/а<0,15 прн одноимпульсном пробое, вычисленные по методике, изложенной

Ejp, в/см Тар

57 W 3 Sim 3 STWpS-JapcM

Рис. 5.12. Разрядные характеристики кольцевой щели прн одноимпульсном пробое

i 6810г + eeW г Jpjtp

Рис. 5.13. Зависимость напряжения пробоя кольцевой щели от давления

i - расчет; 2 - эксперимент

в § 5.1. Кривая с рт-оо соответствует непрерывному режиму разрядообразования. Видно, что по своим разрядным характеристикам кольцевая щель с в/а<0,15 полностью эквивалентна прямолинейной щели в плоском экране (см. рис 5 4), так как распределение электрического поля в апертуре почти равномерно.

Однако при 6>0,15а распределение поля в плоскости апертуры значительно отличается от равномерного, что, в свою очередь, приводит к появлению дополнительной зависимости от ра. В данном случае невозможно разрядные характеристики представить так просто, как для узкой щели (см. рис. 5.12), и критическую напряженность поля необходимо рассчитать для каждого конкретного значения ра. На рис. 5.13 показана зависимость напряжения пробоя кольцевой щели с 6=0,18а и а=11,2 см от давления, рассчитанная на частоте 225 МГц. Здесь же (кривая 2) показаны данные экспериментального исследования электрической прочности из [76]. Как видно из рисунка, совпадение экспериментальных данных с результатами расчета вполне удовлетворительно.

Из приведенного выше следует, что при расчете электрической прочности узких кольцевых щелей с 6/а<0,15 можно использовать результаты [77], полученные для узкой прямолинейной щели в плоском экране. При расчете элект-ропрочнссти антенн с 6/а>-0,15 необходимо использовать более точные соотношения для распределения электрического поля вблизи апертуры, полученные в гл. 3.

5.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ

АКСИАЛЬНО-СИММЕТРИЧНОЙ ЩЕЛИ НА ЦИЛИНДРЕ

Аксиально-симметричная щель на цилиндре (см. рис. 3.11) на практике может использоваться как самостоятельный излучатель, и, кроме того, она служит хорошей моделью элементов возбуждения некоторых типов вибраторных и шлейфовых антенн.

Результаты расчета распределения напряженности электрического поля вблизи щели, приведенные в гл. 3, показывают, что надлежащим выбором формы и радиуса кривой скруглення кромок можно добиться уменьшения напряженности электрического поля на поверхности антенны по сравнению с напряженностью в центре щели. В этом случае пробей будет происходить в области вблизи диэлектрика при z=0 в связи с тем, что при z=0 скорость убывания поля вдоль р минимальна и эквивалентная диффузионная длина в этом сечении имеет максимальное значение. Рассчитывая электрспрочнссть щели при 2=0, таким образом получим пробивную напряженность электрического поля, если кромки щели скруглены. Если кромки не закруглены или радиус закругления мал, то электрическая прочность щели, полученная в предположении, что пробой происходит в области вблизи z==0, должна рассматриваться как предельная для данных радиуса цилиндра, ширины щели, давления и может служить мерой качества конкретных конструкций.

Сделанные выше замечания позволяют, учитывая аксиальную симметрию антенны легко свести задачу от определения критерия одноимпульсного и непрерывного режимов разрядообразования к рассмотрению пробоя в замкнутой области. В качестве поверхности раздела So естественно выбрать цилиидриче-