Определение КПД бортовых антенн в условиях адекватных полетным.

 

Устройство для измерения КПД

 

	циркулятор
	вентиль

 

Первый циркулятор работает либо на антенну, либо на согласованную нагрузку. Второй циркулятор работает либо на антенну, либо на тракт, состоящий из направленного ответвителя. Энергия, которая не ответвляется, идет через развязку на радиометр. Тракт от диодного генератора до радиометра – тракт оценки мощности, которую мы хотим подвести к антенне. Сигнал от дополнительного генератора шума, подсоединенный к направленному ответвителю, служит эталонным для радиометра.

Антенной излучаем шумовой сигнал в соответствии с диаграммой направленности. Мы хотим знать эту излученную мощность. Должны вести замеры всей мощности в пространстве, охватывающем в том числе эталонную антенну. Она представляет собой зеркальную антенну с профилем эллипсоида.

Правая цепочка, также, как и левая, включающая радиометр, предназначена для оценки шумовой мощности, принятой антенной.

В этой измерительной схеме плазма:

1) греет;

2) выступает источником шумового излучения.

Наши измерения ведутся не по сигналу, который подводится к антенному окну, а по сигналу, который оно принимает от плазмы (при этом диодный генератор шума через циркулятор замкнут на согласованную нагрузку!). Эталонная антенна измеряет шумовую мощность плазмы. Таким образом, мощность, принимаемая эталонной антенной, отличается от мощности, принимаемой антенным окном, на величину КПД. Однако мы не учли, что эталонная антенна также принимает шумовое излучение бортовой антенны (она шумит, так как греется).

Уменьшить влияние пленки расплава можно с помощью перераспределение ионов в расплаве, т.е. в апертуре создаем решетку «зона с ионами»-«зона без ионов», которая позволяет пленку расплава сделать более радиопрозрачной.

На ионы можно повлиять с помощью электрического поля. Как это сделать на практике?

 

 

 

Внешнее кольцо – апертура излучателя; внутри внешнего кольца – теплозащита. Вертикальные полоски – обогащенные зарядами участки теплозащиты.

 

АО с наложением электрического поля

 

Разрезание кольца позволяет подвести к одному и другому полукольцу ЭДС. Рассматривая с торца, видим углубления.

Для практики этот способ не очень удачен, поскольку антенна в процессе эксплуатации сгорает.

 

Есть еще вариант с охлаждением антенны. Для охлаждения антенной вставки хладагентом можем использовать составную конструкцию вставки, состоящую по крайней мере из двух материалов.

Зачем два материала? Они имеют разную теплопроводность. Благодаря этому можно добиться перераспределения температур. Явление охлаждения основано на испарении. Как нужно подобрать температуры испарения T1, T2? T2<T1 Если при нагреве раньше начинает испаряться материал кольца (синий цвет, T2), то при этом он охлаждает втулку (зеленый цвет, T1).

 

 

 

 

Конструкция АО осесимметричной структуры из ТЗМ BN и ВИО–18 (l = 3 см)

 

Этот вариант также встречает некоторые сложности. При нагреве материалы расширяются. Чтобы не было разрушения кольца при использовании двухкомпонентной вставки, нужно, чтобы линейный коэффициент температурного разрушения был гораздо выше.

Если Т2 очень маленькая величина, кольцо полностью испарится и не будет охлаждать втулку. Поэтому надо подбирать материалы с близкими температурами.

Если размеры кольца большие, то мы проигрываем в эффективности по мощности.