ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электромагнитное поле сверхвысоких частот из "Физические методы интенсификации процессов химической технологии" нижняя граница СВЧ диапазона в свободном пространстве (с 3-10 м/с) соответствует метровым волнам, а верхняя примыкает к длинноволновым инфракрасным лучам. Таким образом, СВЧ диапазон - это, как образно выразился Клингер [16], мост между радиоволнами и световыми волнами. [c.84] Различные страны для СВЧ технологии используют диапазоны частот (433, 92 0,87), (896 15), (915+25), (5800 75), (2375 50), (2450150) и (22125 125) МГц [17-19]. [c.84] Эффекты, связанные с воздействием электромагнитных волн СВЧ диапазона на обрабатываемые вещества, можно, следуя работе [20], разделить на тепловые и нетепловые. [c.84] К нетепловым эффектам относят явления в полях с большой напряженностью (выше 100 В/см), называемые по терминологии Швана сильными взаимодействиями, и явления в слабых полях или слабые взаимодействия. В сильных полях (помимо нагрева) Наблюдаются эффекты насыщения диэлектрика, ориентация коллоидных частиц (проявляющаяся в биологических системах) и пондеромоторное действие. В слабых полях возможны резонансы макромолекул или биологических структур микроскопических размеров [21]. [c.85] Кроме указанных явлений, необходимо отметить, что величина кванта энергии СВЧ-поля соизмерима с разностью уровней в атомах и молекулах, что обусловило существование такой области науки, как радиоспектроскопия. [c.85] Основным источником энергии СВЧ является специальный электронный прибор, называемый магнетроном. Конструкция первого магнетрона была предложена Хеллом в 1921 г. [22]. Развитие радиолокации в предвоенные годы способствовало прогрессу в этой области. Особенно следует отметить создание советскими инженерами Н. Ф. Алексеевым и Д. Е. Маляровым под руководством М. А. Бонч-Бруевича серии мощных многорезона-торных магнетронов сантиметрового диапазона [23]. Ценность этих инженерных разработок была очень высока. В 1959 г. известный английский писатель Чарльз П. Сноу в лекции под названием Две культуры (М. Прогресс, 1973), рассказывая о черном чемоданчике , доставленном перед войной в США, указал, что он содержал три предмета, превышающие по своей стоимости любые произведения искусства, когда-либо доставляемые на континент. Одним из этих предметов был магнетрон. В настоящее время разработаны и эксплуатируются наряду с магнетроном и другие электронные приборы клистроны, лампы бегущей и обратной волны, твердотельные устройства [17-19,22]. [c.85] В генераторных приборах СВЧ осуществляется цреобразование энергии источника постоянного напряжения, питающего прибор, в энергию электромагнитных колебаний. В приборах типа О электроны движутся в продольных электрическом и магнитном постоянных полях, так что вектор их скорости коллинеарен векторам и Я. В приборах типа М используются взаимно перпендикулярные постоянные электрические магнитные поля, формирующие траектории электронов, взаимодействующих с СВЧ-полем [18]. Магнетрон относится к приборам М -типа. [c.85] Характеристики ряда приборов СВЧ приведены в работах [17,18, 22]. Так, магнетрон для промышленного пр енения типа М571 имеет следующие параметры рабочая частота 2 375 50МГц, выходная мощность 2,5 кВт в непрерывном режиме, анодное напряжение 3,6 кВ, сила анодного тока 1,1 А, мощность накала 300 Вт, магнитная индукция 0,135 Т. Различные приборы имеют к. п. д. от 50 до 80%, срок службы несколько тысяч часов, единичная мощность достигает сотен кВт. [c.85] Электрическая прочность СВЧ устройств зависит от частоты, свойств материала, заполняющего волновод, и от однородности поля в нем так как р 30 кВ/см, Рпр кВт/см2 [25]. [c.88] А-кр = 2,62 (0/2) - для волны (ц и = 3,41 0/2) - для волны Яц. [c.88] В технике связи используют также волноводы более сложных типов эллиптические Я и Л -образного сечений, а также диэлектрические волноводы [24]. [c.88] Картина поля в прямоугольных и цилиндрических резонаторах для некоторых типов волн показана на рис. 4.5. Изменение координатных осей или поворот прямоугольного резонатора, не изменяя картины поля, дают другие типы обозначения колебания, например Яю1 и цо. [c.89] Помимо рассмотренных существуют и другие разновидности резонаторов коаксиальные, тороидальные, радиальные и др. [19]. [c.89] В промышленных установках, где необходимо передать объекту значительную мощность, устройства связи должны иметь повышенную электрическую прочность. Таким свойством обладает, например, открытый конец волновода, сопрягаемый с отверстием в определенном месте стенки камеры. Этим местом может служить область с пучностью магнитного поля, причем направления силовых линий магнитных полей в волноводе с волной Яю и в камере должны быть параллельными. В один и тот же рабочий объем может включаться несколько источников для увеличения мощности и создания равномерного поля. В этом случае излучатели должны быть развязаны, т.е. не взаимодействовать между собой. Для этого вводы могут иметь разную поляризацию волн. [c.90] В конструкциях СВЧ-устройств используют нерегулярные и диафрагмированные волноводы, замедляющие системы, рупоры и другие элементы. [c.90] Вернуться к основной статье