ПАРАМЕТРИ ІМПУЛЬСНОГО ГЕНЕРАТОРА НА ЛАВИННО-ПРОЛІТНИХ ДІОДАХ ДЛЯ ЗНИЩЕННЯ ШКІДНИКІВ КАРТОПЛІ

  • І. І. Сілі Таврійський державний агротехнологічний університет
Ключові слова: генератор НВЧ, лавинно-пролітний діод, НВЧ випромінювання, імпульсний генератор, суматор, потужність випромінювання, microwave generator, IMPATT diode, ultra-high frequency UHF radiation, pulse generator, an adder, radiation power.

Анотація

Анотаціяcтаття присвячена актуальній проблемі пошуку нових сучасних методів боротьби з колорадським жуком та збереження урожайності посівів картоплі, так у статті запропоновано використання нового інноваційного електромагнітного методу знищення шкідників на основі генераторів НВЧ випромінювання на лавинно-пролітних діодах, приведено результати розрахунку генератора імпульсної дії міліметрового діапазону, який формує імпульси заданої тривалості з необхідним рівнем потужності.

Створення сучасних напівпровідникових джерел потужності в діапазоні НВЧ для впливу на шкідників картоплі в рослинному шарі має базуватися на застосуванні нових напівпровідникових матеріалів і їх композицій, впровадженню нових фізичних принципів для побудови активних елементів, розробці та застосуванні прецизійних технологічних операцій і обладнання, що забезпечують субмікронні розміри елементів напівпровідникових структур, високу надійність з'єднань активних елементів і ланцюгів НВЧ, контроль параметрів і характеристик в процесі експлуатації.

Можливості створення потужних джерел імпульсного випромінювання залежать від наявності відповідних напів-провідникових приладів і схеми підсумовування.

 На основі отриманих раніше даних вибираємо корпусні GaAs ЛПД типу 3А762А з параметрами: діапазон частот 20 ГГц; імпульсна потужність  = 60 Вт; імпульсний струм  = 25 А; імпульсна напруга   = 50 В; , ККД = 4%; параметри корпусу:  = 0,3 пФ,  = 0,4 нГн, С = 0,25 пФ,  = 0,5 Ом.

Результати чисельного аналізу показали, що забезпечити вимоги, що пред'являються до імпульсних джерел міліметрового діапазону довжин хвиль з вихідною потужністю 300 Вт, можливо на основі однокаскадного підсумовування потужності (N=6) в циліндричному резонаторі. Для отримання на виході багатодіодного (N=12) імпульсного ЛПД сумарної потужності Рвих = 600 Вт використовуємо двокаскадну схему підсумовування в загальній розгалуженій схемі. Число каскадів дорівнює 2, для величини втрат L = 0,2 дБ.

Наступним етапом розробки є визначення геометричних і енергетичних параметрів синхронізуючого генератора на лавинно-пролітних діодах та перспективи використання резонатора прохідного типу в єдиній конструкції з генератором.

 

PARAMETERS OF THE IMPULSE GENERATOR BASED ON IMPATT DIODES FOR THE POTATO`S PESTS EXTERMINATION PURPOSE

 The article is devoted to the main problem of the present times - the search for the new modern methods to combat with the Colorado beetle and to preserve the productivity of potato crops. The article proposes the usage of a new innovative electromagnetic method to exterminate potato`s pests based on microwave radiation generators with IMPATT diodes inside. The results of the calculation the impulsive impact generator of the millimeter range, which generates impulses of a given duration with the required power level were showed.

Creation of modern semiconductor power sources in the microwave range for the potato pests extermination in the plant layer should be based on the usage of new semiconductor materials and their compositions, the introduction of new physical principles for the construction of active elements, the development and application of precision technological operations and equipment that provide sub-micron sizes of elements semiconductor structures, high reliability of active elements connections and microwave chains, control of parameters and characteristics in the exploitation process.

Possibilities of creation powerful pulsed radiation sources depend on the availability of appropriate semiconductor devices and the scheme of summation.

Based on previous calculation we choose GaAs 3А762А type of IMPATT diodes with next parameters: the frequency range is 20 GHz; pulse power is Pi=60 W; pulse current is Ii=25 A; pulse voltage is Ui= 50 V; Q≥160, Efficiency = 4%; housing parameters: ck=0,3 pF, Lk=0,4 nH, C=0.25 pF, Rs= 0.5 Ohm.

The results of analysis showed to provide the requirements for pulsed sources of millimeter wavelength range with a power output of 300 Watts is possible on the basis of a single-cascade power summation (N = 6) in a cylindrical resonator. To get an output multi-diode (N = 12) IMPATT generator of total output power Рout = 600 Watts, we use a two-stage summation scheme in the general circuit. The number of cascades is 2, for the loss value L = 0,2 dB.

The next stage of development is the determination of the geometrical and energy parameters of the synchronize generator based on IMPATT diodes and the prospect of usage a passage-type resonator in a same single design with a generator.

Опубліковано
2018-12-28
Розділ
Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка