1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29876
(51) H01J 23/28 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1435.1
(22) 24.10.2013
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(76) Ольшанский Анатолий Петрович
(56) Ольшанский А.П., Основы
электродинамический пограничных сред.// Журнал
проблем эволюции открытых систем, Алматы, 2007,
том 2, выпуск 9, с.28-39
(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ
ПОВЕРХНОСТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ПОЛЕЙ
(57) Устройство формирования поверхностных
электромагнитных полей предназначено для
использования в установках по преобразованию
вещества и энергии, а также в электронных
приборах. Устройство содержит экран, узел ввода
электромагнитной энергии, узел выхода на
согласованную нагрузку, а также решетку, которая
и формирует поверхностные электромагнитные
поля.
(19)KZ(13)A4(11)29876
2. 29876
2
Устройство формирования поверхностных
электромагнитных полей предназначено для
использования в установках по преобразованию
вещества и энергии, а также в электронных
приборах для генерации электромагнитной энергии.
Известны устройства, замедляющие скорость
распространения электромагнитных волн. К ним
относятся диафрагмированные волноводы
ускорителей заряженных частиц, замедляющие
системы магнетронов, штыревые системы и т.п.
Замедленные волны по определению являются
поверхностными электромагнитными волнами.
таковыми являются и ускоренные
электромагнитные волны.
В большинстве устройств замедление
электромагнитной волны осуществляется с
помощью отрезков волноводов, работающих в
режиме короткого замыкания.
Фиксированная длина волноводов
существующих замедляющих систем является
причиной ряда недостатков приборов, в которых
они применяются. Это, прежде всего, недостаточно
широкая полоса рабочих частот, которая
необходима для перестройки прибора по частоте.
Далее - недостаточно высокая добротность
замедляющей системы из-за больших потерь
энергии в короткозамкнутых отрезках волноводов,
что ухудшает частотную стабильность прибора. И.
наконец, - неудобство конструкции при
использовании ее при решении технологических
задач по преобразованию вещества и энергии.
Возможность решения таких технологических задач
появилась после обнаружения «силы Лоренца за
счет тока поляризации» у поверхностных
электромагнитных полей (Ольшанский А.П. Основы
электродинамики пограничных сред //Журнал
проблем эволюции открытых систем. Алматы, 2007,
том 2, вып. 9, с.28-39). Диафрагмированный
волновод выбран в качестве прототипа
предлагаемому устройству.
Отмеченных недостатков лишены устройства,
которые формируют поверхностные
электромагнитные поля (Фиг.) с помощью решеток
из запредельных волноводов. Во-первых,
протяженность поля в запредельных волноводах
практически не ограничена, поэтому изменение
частоты или мощности прибора на его работе не
сказывается. Во-вторых, запредельные волноводы
имеют очень высокую добротность, го есть прибор
на их основе будет иметь высокую стабильность
частоты. В-третьих, запредельные волноводы могут
быть открыты с обеих сторон. Это обстоятельство
предоставляет большие удобства для технологий по
преобразованию вещества и энергии. Как правило,
такие технологии связаны с потоками вещества и
безизлучательным режимом работы. Дело в том, что
поверхностные электромагнитные поля, как
выяснилось, обладают механическими силами
отталкивания и притяжения вещества. Решетки из
запредельных волноводов, к тому же, позволяют
легко формировать поля как замедленных волн, так
и ускоренных, обладающих различными силовыми
характеристиками.
Все указанные признаки, отличительные от
прототипа, достаточны во всех случаях, на которые
распространяется испрашиваемый объем правовой
защиты.
Устройство для формирования поверхностных
электромагнитных полей (Фиг.) состоит из экрана 1,
узла ввода мощности 2, формирующей решетки 3 из
запредельных волноводов и узла выхода 4 на
согласованную нагрузку. Число рядов в поперечном
сечении решетки зависит от той задачи, которая
решается с помощью поверхностных
электромагнитных полей.
Работает устройство формирования
поверхностных электромагнитных полей
следующим образом. При поступлении
электромагнитной энергии через узел 2
возбуждается электромагнитное поле в
запредельных волноводах, представляющих собой
объемные резонаторы. Из-за ответвления энергии в
запредельные волноводы скорость распространения
волны вдоль решетки из запредельных волноводов
изменяется в ту или иную сторону. Степень
изменения скорости зависит от поперечных
размеров запредельных волновода, то есть от доли
запасенной энергии. Часть запасенной волноводами
энергии оказывается за их пределами. Эта часть
поля вместе с электромагнитным полем
запредельных волноводов и составляет
поверхностное электромагнитное поле решетки.
Максимальная величина поверхностного поля
оказывается на границе решетки. При удалении от
границы решетки величина поля уменьшается по
экспоненциальному закону. При удалении на
расстояние порядка длины волны величина
поверхностного поля практически становится
равной нулю. Энергия поверхностного
электромагнитного поля является реактивной, иначе
говоря, - потенциальной. Отсюда и механические
силы поверхностных электромагнитных полей.
Примером реализации данного изобретения
является камерный СВЧ-плазмотрон (Ин-
новационный патент. KZ (13) А4(11) 24145.
Камерный СВЧ-плазмотрон. Ольшанский А.П.,
Валуева М.С.. Ольшанский И.Ю. - Опуб. 15.06.2011,
бюл. №6). Источником электромагнитной энергии
является магнетронный генератор с частотой 2,45
ГГц. Генератор работает в квазиимпульсном режиме
со средней мощностью порядка 300 Вт при
мощности в импульсе - 800 Вт.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство формирования поверхностных
электромагнитных полей, состоящее из экрана, узла
ввода электромагнитной энергии, узла выхода на
согласованную нагрузку, отличающееся тем, что
содержит решетку из запредельных волноводов,
которая формирует поверхностные
электромагнитные поля.
