СВЧ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Преобразователь СВЧ энергии в энергию пост, тока или тока пром. частоты. СВЧ в. необходимы в связи с разработкой систем беспроводной передачи энергии через свободное пространство (например, солнечных космич. энергосистем, наземных энергосистем, расположенных в труднодоступной местности) и предназначены для оконечных каскадов таких систем. По принципу действия и назначению СВЧ в. делятся на полупроводниковые и электровакуумные. К приборам первой группы относятся главным образом выпрямительные полупроводниковые диоды (плоскостные диоды с р-п-переходом, Шоттки диоды и др.). Их работа основана на использовании выпрямляющих свойств полупроводникового перехода (например, контакта металл - полупроводник).

Полупроводниковые СВЧ в. характеризуются относительно высоким кпд (до 80-90% в дециметровом диапазоне длин волн), малыми габаритными размерами, отсутствием цепей накала, однако их выходная мощность не превышает неск. Вт. Из приборов этой группы наименьшими внутр. потерями обладают диоды с барьером Шоттки. Эти диоды применяются в антеннах, предназначенных для одноврем. приёма и выпрямления СВЧ излучения ( ректеннах).

Для преобразования больших мощностей более эффективны электровакуумные СВЧ в., обладающие по сравнению с полупроводниковыми более высокой энергоёмкостью, электрич. прочностью, устойчивостью к ВЧ перегрузкам, радиац. и тепловым воздействиям. Электровакуумные СВЧ в.- приборы, обладающие выпрямляющим свойством, в которых с СВЧ полем взаимодействует поток электронов, распространяющийся в вакууме. К таким СВЧ в. относятся некоторые электронные лампы (термоэлектронные вакуумные диоды) и преобразователи на основе М-типа приборов - магнетронов и амплитронов. Термоэлектронный вакуумный диод представляет собой одну или неск. секций фильтра ниж. частот, согласованных с коаксиальной линией и работающих на верх, частоте отсечки. Он используется в качестве СВЧ в. на частотах до 3 ГГц (А, св. 10 см), выпрямленная (выходная) мощность составляет 100-300 Вт при кпд ок. 50%. В СВЧ в. на основе приборов М-типа движение электронов происходит в пост, скрещенных электрич. и магн. полях и электро-магн. СВЧ поле. Эти приборы имеют низкий кпд (ок. 30%), что обусловлено необходимостью изменения направления пост, электрич. поля в пространстве взаимодействия на противоположное по сравнению с имеющимися в магнетроне или амплитроне (в этом случае кпд прибора не может превышать кпд обратного преобразования - энергии пост, тока в СВЧ энергию). В наст, время (нач. 90-х гг.) проводятся исследования по возможности создания СВЧ в. на основе О-типа приборов.

Для повышения эффективности преобразования СВЧ энергии перспективно использование СВЧ в. с поперечным взаимодействием. Принцип действия этого устройства состоит в следующем: сначала в резонаторе связи СВЧ энергия передаётся электронному потоку, вызывая его вращение с циклотронной частотой, затем в области с реверсивным или уменьшающимся магн. полем (область дрейфа) вращат. энергия электронов преобразуется в энергию поступат. движения, и, наконец, в рекуперативном коллекторе возросшая энергия продольного движения преобразуется в электрическую. К достоинствам СВЧ в. данного типа относится высокий кпд в дециметровом диапазоне волн (теоретич. значение 90-95%). Такое значение кпд объясняется тем, что в выпрямителе с поперечным взаимодействием СВЧ мощность, передаваемая электронному потоку, может в неск. раз превышать мощность потока.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.