Введение к работе
.Актуальность работы. Замедляющие системы являются одним иа основных узлов целого ряда электровакуумных приборов СВЧ, в частности, ламп с бегущей и обратной волной.В последнее _ время они все шире используются в качестве электромагнитных линий задержки,антенн,устройств возбуждения акустических волн,отклоняющих устройств электронно-лучевых трубок и т.д. Особый интерес представляет использование замедляющих систем в качестве чувствительных элементов преобразователей физических величин, а также нагревателей.И в том и в другом случае,как чувствительность- измерений, так и эффективность термообработки зависят - от степени связи замедленной электромагнитной волны с контролируемой или нагреваемой средой.В связи с этим, актуальной является разработка метода расчета эффективности . взаимодействия замедленных электромагнитных волн с диэлектрическими и полупроводящими средами и нахождение параметра, позволяющего наиболеэ объективно оценивать эффективность этого процесса, в частности, при электромагнитном нагреве, физиотерапии,а также при измерениях и контроле различных физических величин.
Состояние вопроса и цель работы. При применении замедляющих систем в качестве чувствительных элементов информативным параметром является зависимость^ замедления . от измеряемой ' величины.При электромагнитном нагреве с помощью замедляющих систем используют зависимость затухания волны в обрабатываемом материале.И в том,и в другом случае необходимо оценивать эффективность взаимодействия замедленной электромагнитной волны с диэлектрической или полупроводящей средой.
Наиболее известными методами решения подобных задач являются вариационные методы. Однако эти методы разработаны применительно к частично заполненным волноводам и не учитывают специфических свойств замедляющих систем.
Аналогом параметра, характеризующего указанное выше взаимодеййтвие может служить коэффициент связи, введенный профессором Л.Н.Лошаковым для оценки ізаимодействия
- 4 -замедленной волны с электронным потоком. Однако отот коэффициент учитывает только продольную составляющую .электрического поля волны, а при измерениях и нагреве необходимо учитывать взаимодействие и с поперечными составляющими.
В связи с этим, целью диссертационной работы являлась разработка метода инженерного расчета эффективности взаимодействия замедленных электромагнитных волн с диэлектрическими и полупроводящими средами и ие примечание для создания высокоэффективных устройств электромагнитного нагрева и измерения параметров различных технологических процессов. Научная новизна работы :
разработана методика расчета эффективности взаимодействия замедленных электромагнитных воля с диэлектрическими и шхлупро водящими средами ;
исследована возможность электромагнитного нагрева жидких сред с большой диэлектрической проницаемостью ; предложено устройство для его осуществления ;
исследовано взаимодействие замедленных электромагнитных волн с диэлектрическим слоем конечной толщины и разнотипным покрытием ; предложено устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов ;
предложен спосоО определения коэффициента синаи замедляющей системы о электронным ПОТОКОМ ;
предложены и проанализированы чувствительные эл> менты первичных преобразователей физических величин на основ*' кьали-резонаторов.
На защиту выносятся перечисленные выше нови»' результаты, полученные в работе.
Практическая ценность работы заклъча ген в том,что н? основании ее результатов предложены высокоэффективные устройства для электромагнитного нагрева, физиотерапии намерения физических величин и контроля пар.м-"гро, технологических сред и процессов.
Получены аналитические соотношения, норролнюши' оптимизировать геометрию электромагнитных нагревателей жидки сред и плоских диэлектрических материалов, а также параметре чувствительных элементов для измерения тслциня поверхностного сопротивления диэлектрических и полупрсьодяыл слоев.
- Б -
Внодрекие результатов. Основные результаты диссертации получены при выполнении пяти научно-технических работ л отчетов по госбюджетным и хоздоговорным НИР , выполненным 2 участием автора в МИ'ЭМ.
Практические результаты работы внедрены в производство научно-производственным предприятием "ЛИКТАШ".
Научные результаты работы используются в НИИ "Титан" и учебном процесса на р.адиотехническом Факультете МИЭН при подготовке, инженеров по специальности SO.04. Внедрение результати)! подтверждено соответствующими актами.
Апробация репультатоп работе. Результаты работы
цоіиіадив'їлиеь и обсуадались на X Всесоюзном семинаре "Волновые
л колебательные явлении в электронных приборах
>типа",Ленинград,ноябрь 1990; Международном научном семинаре 10 электродинамике периодических и нерегулярных структур при :кции НТО РЭС им. Л.С.Попова, Москва, февраль 1991, октябрь 1992; uni>t\/ib 1993; Всесоюзной школе-семинаре"Фиэика и примене-№ микроволн",МГУ,май 1991; Всесоюзной YI научно-практической <:онференции"Примениние СВЧ энергии в технологических процессах і научных исследованиях", Саратов, июнь 1991; III Всесоюзной аколе-семинаре "Взаимодействие электромагнитных волн с тверды?.! гехом", СГУ, сентябрь 1991; научно-технической конференции 'Биомедниинское й экологическое приборостроение : наука, промышленность, рынок", Рязань, июнь 1992; научно-технической конференции "Новые материалы и технологии машиностроения", ШИ, ноябрь, 1992.
По теме диссертации опубликовано 15 работ, получено одно івторское свидетельство, находятся в стадии рассмотрения 3 заявки на предполагаемые изобретения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит із введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы 130 страниц, в том числе 20 страниц рисунков. Библиография содержит 117 наименований зтечественной и зарубежной литературы на 12 страницах.