скую поверхность рвднусом р=рв. Введя нормированные на ширину щели о величины х=р1а н Xo-pala, получим уравнение для плотности электронов

J d ( dN\

X дх Vdx j

ipa)*

X Ox \ dx I pD

при граничных

рт По J

N=0.

N (x==Xa) = Q.N(x) = Wa

условиях

Зависимость частоты ионизации от координат

dln(Vf/p)

/(р) = Гя- Vpi7parctg2a(p-pe)-i] ; р ain{Es/p)

полученной с учетом (3.15), (3.16) и выражения для Vi, приведенного в [15].

Из данных расчетов для различных отношений ширины щели к радиусу цилиндра следует, что при малых значениях о/ро электрическая прочность аксиальной щели на цилиндре такая же, как н у щели в плоском экране. Однако с ростом ширины электропрочность щели на цилиндре становится больше, чем в плоском экране. Увеличение электрической прочности аксиальной щели на цилиндре в зависимости от отношения ширины щели к радиусу цилиндра для нескольких значений ра показано на рис. 5.14. Эквивалентная действующая напряженность поля аксиальной щели на этом графике нормирована к полю пробоя щели в плоском экране £пл. Видно, что с уменьшением ра электрическая прочность аксиальной щели возрастает для а/ро>0,1 до значения 1,22£ил: прн ра=2, а/ро=2.

О Ofi 0.8 I.Z 1.6 а >д

Рис. 5.14. Увеличение электрической прочности аксиально-симметричной щели на цилиндре в зависимости от параметра а/ро по сравнению со щелью в плоском экране

J,2 7

Рис. 5.15. Увеличение электрической прочности аксиально-симметричной щели прн миогоимпульс-ном пробое по сравнению с электрической прочностью непрерывного режима в зависимости от скважности импульсов

Таким образом, электрическая прочность аксиально-симметричной щелн н цилиндре прн одноимпульсном пробое может быть определена по разрядным характеристикам щелн в плоском экране (см. рис. 5.5) с учетом поправки, зависящей от отношения ширины щелн к радиусу цилиндра; £=Лц£д . Здесь величина Лц=£/£пл определяется из графика рис. 5.14 для заданных значений ро и а/ро.

Теперь рассмотрим многоимпульсный режим разрядообразования. Точный расчет электрической прочности аксиально-симметричной щели на цилиндре связан с нахождением функции распределения плотности свободных электронов в паузе между импульсами, которая определяется соотношением (5.17). Однако усложнение расчетов и значительное увеличение времени счета не оправдываются полностью увеличением точности, которое достигается при этом.

Поэтому при расчете многоимпульсиого СВЧ пробоя аксиально-симметричной щели на цилиндре достаточно ограничиться определением нижней границы электрической прочности. Такую оценку можно получить, пренебрегая диффузионными потерями электронов в разрядной области во время паузы и учитывая при решении уравнения непрерывности для паузы только потери электронов за счет прилипания.

Критерий пробоя для многоимпульсного режима разрядообразования при этом будет описываться выражением

Lln(n/n.)

рт va/P

где Qti - скважность серии импульсов.

Здесь величина Срт)-Чп(л. го) определяется из решения задачи об одноимпульсном пробое щели при заданных ра и Еа mlp.

На рис. 5.15 показаны рассчитанные по уравнению (5.33) зависимости электрической прочности при многоимпульсном пробое от скважности для различных значений ра. По оси ординат отложена величина, равная отношению напряженности электрического поля прн миогоимпульоном режиме разрядообразования к напряженности электрического поля при непрерывном режиме для данного значения ра. Результаты расчета показывают, что с уменьшением скважности пробивная напряженность поля уменьшается до значений пробивной напряженности поля при непрерывном пробое и для См<500 электрическая прочность щели уже не зависит от скважности. При больших скваж-иостях электрическая прочность ограничивается возможностью одноимпульсного пробоя для заданного значения рт.

Таким образом, при расчете электропрочности аксиальной щели на цилиндре необходимо учитывать возможность многоимпульсного пробоя при частотах повторения импульсов Р>-2Др.

Это соотношение получено из (5.33) при n.=nhp. Оно совпадает с выражением для критической частоты повторения импульсов при пробое в однородном поле, полученным в [69], что объясняется приближениями, используемыми при выводе (5.33),

Заметим, что (5.33) непригодна для точного расчета электрической прочности, однако ее можно использовать для оценки критической напряженности электрического поля при заданном значении Qu.

6. МАЛОГАБАРИТНЫЕ АНТЕННЫ-ГЕНЕРАТОРЫ ДИАПАЗОНА МЕТРОВЫХ ВОЛН

€.1. ПОСТРОЕНИЕ СХЕМ АНТЕНН-ГЕНЕРАТОРОВ

С МАЛОГАБАРИТНЫМИ ВИБРАТОРНЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ

Антенны-генераторы (АГ) выполняются на базе автогенераторов и представляют собой маломощные передающие устройства, в которых излучатели играют роль элемента колебательной системы. Возможные варианты построения схем АГ без кварцевой стабилизации частоты удобно рассмотреть, взяв в качестве излучателя АГ короткий несимметричный вибратор с входным сопротивлением Za, реактивная часть которого обусловлена емкостью К

где с - скорость света; ра, / - волновое сопротивление вибратора и его длина соответственно.

Базовым электронным устройством (БЭУ) антенны-генератора выберем, как один из наиболее стабильных, автогенератор, выполненный по схеме Клаппа (рис. 6.1,а). Переход от схемы автогенератора к схеме АГ с несимметричным вибратором можно осу-ществить, используя излучатель в качестве емкостей Сг или Ci, которые включены между электродами транзистора и землей . Для схемы Клаппа емкости Си Сг определяются из соотношений:

Ci = Cklp; CCjk, (6.2); (6.3)

где р - коэффициент включения контура; k - коэффициент обратной связи; Ск - полная емкость контура, определяемая из ориентировочного соотношения [78]

С (3-М0)Я.10-2. (6.4)

В схемах автогенераторов на транзисторах всегда выполняются условия р<1, k<l. Если принять Х0,1, то с помощью (6.1)- (6.4) легко установить, что даже при небольших значениях ро емкость вибратора будет меньше емкостей Ci или Сг. Следовательно, короткий линейный вибратор при 1/Х0,1 может быть использован только как часть одной из вышеуказанных емкостей контура этой схемы для чего воспользуемся выражением

?1-ад/?в +/?, (6.5)

где Rbh - вносимое в контур сопротивление излучения антенны; Rh - собственное сопротивление потерь контура. Вносимое в контур сопротивление излучателя