СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СГУСТКА Российский патент 1997 года по МПК H05H1/18 H05H1/46 

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для создания отражающей области, например, для ионосферной ретрансляции.

Известен способ формирования энергетического сгустка, включающий одновременное излучение из различных точек пространства в заданную область первичных электромагнитных импульсов.

Известный способ не дает возможности сохранять полученный сгусток после прекращения излучения.

Целью изобретения является увеличение времени существования стабилизированного энергетического сгустка.

Это достигается тем, что в известном способе формирования энергетического сгустка, включающем одновременное излучение из различных точек пространства в заданную область первичных электромагнитных импульсов, после излучения первого первичного электромагнитного импульса в эту область излучают электромагнитные импульсы накачки с длительностью, периодом следования и частотой несущего колебания, не кратными соответствующим параметрам первичных импульсов, длительностью импульсов не менее половины периода их несущего колебания, периодом следования, равным времени прохождения импульса по замкнутой траектории наибольшей протяженности вокруг облучаемой области, частотой несущего колебания, кратной частоте облучения электронов для предполагаемой реализации их запрещенного перехода, или частоте, соответствующей энергии электрона в невозбужденном состоянии на одном из полностью заполненных энергетических уровней атомов вещества в облучаемой области, мощностью излученной пачки импульсов Р и количеством импульсов в пачке i определяемыми из соотношений:



, где
E''<E'≅W
P' значение мощности электромагнитной волны, прошедшей сквозь облучаемую область пространства без искажения фронта;
L' безразмерная величина, численно равная длине замкнутой траектории прохождения радиоимпульса на облучаемой области,
ε диэлектрическая проницаемость внешнего слоя облучаемой области,
m магнитная проницаемость внешнего слоя облучаемой области
e₁ диэлектрическая проницаемость вещества облучаемой области,
μ₁ магнитная проницаемость вещества облучаемой области,
m масса предполагаемой части области пространства, на которую осуществляют воздействие со значением энергетической характеристики не менее P-χ,
Е энергия, соответствующая выбранной частоте, необходимая для предполагаемой реализации запрещенного перехода, или невозбужденного состояния электрона на полностью заполненном энергетическом уровне,
i число радиоимпульсов в пачке,
k номер гармоники несущего колебания, соответствующий выбранной частоте;
Na число Авогадро;
t длительность радиоимпульса,
М молярная масса, исчисляемая для атомов вещества, включающего заданный химический элемент;
Q электрическая добротность вещества, включающего заданный химический элемент;
А характеристика огибающей радиоимпульса в пачке;
Р_н единичная, нормированная энергетическая характеристика,
c затухание радиосигнала на трассе распространения до облучаемой области,
S_л энергия, необходимая для перевода электронов из одного слоя в другой слой в атомах облучаемого химического элемента,
W_e волновая характеристика облучаемой области, в объеме которой образуется энергетический сгусток;
L(t) параметрическая индуктивность облучаемой области;
Н_н(t) магнитная напряженность поля накачки в облучаемой области;
Н_п(t) магнитная напряженность поля первичного излучения в облучаемой области;
W количество свободной энергии, сосредоточенной в облучаемой области;
W_вг энергия ван-дер-ваальсовских газов или коллоидных растворов в облучаемой области;
W_кр энергия кристаллической решетки (энергия нулевой осцилляции атомов, расположенных в узлах кристаллической решетки) в облучаемой области;
W_иг энергия идеальных газов в облучаемой области;
W_си энергия, привносимая в облучаемую область, солнечным излучением;
W_сэ суммарная кинетическая энергия свободных электронов (ионов) в облучаемой области.

Способ формирования энергетического сгустка осуществляют следующим образом. Излучают из различных точек пространства в заданную область первичные электромагнитные импульсы. После излучения первого первичного импульса в эту область излучают электромагнитные импульсы накачки с длительностью, периодом следования и частотой несущего колебания, не кратными соответствующим параметрам первичных импульсов. Длительность импульсов накачки должна быть не менее половины периода их несущего колебания, период их следования должен быть равным времени прохождения импульса по замкнутой траектории наибольшей протяженности вокруг облучаемой области, частота несущего колебания должна быть кратной частоте облучения электронов для предполагаемой реализации их запрещенного перехода, или частоте, соответствующей энергии электрона в невозбужденном состоянии на одном из полностью заполненных энергетических уровней атомов вещества в облучаемой области, мощностью излученной пачки импульсов Р и количеством импульсов в пачке i, определяемых из приведенных выше соотношений.

Физические основы протекающего процесса описаны в [1]
При внешнем перекрестном облучении выбранной области пространства эта область приобретает свойства, отличные от свойств окружающего пространства, вследствие чего импульсами накачки энергия, сосредоточенная в данной области, может быть удержана в ней после прекращения внешнего воздействия, т.к. электромагнитное поле накачки создает в энергетическом сгустке, заключенном в выбранной области пространства, внутренние поля (поля, создаваемые поверхностным током и трубкой тока, полученными при расщеплении электромагнитной волны накачки на границе энергетического сгустка).

Способ может быть реализован, например, на установке, состоящей из двух параболических рефлекторов с совмещенными главными оптическими осями, между которыми находится область, содержащая пары жидкого азота. Излучатели импульсов первичного облучения и накачки могут быть установлены на отражающей поверхности одного из рефлекторов и попадать в заданную область при распространении как в прямом направлении, так и после отражения от другого рефлектора, создавая тем самым множественность излучений. В этом случае энергетический сгусток может быть получен излучением 109 электромагнитных импульсов первичного облучения с длительностью 100 пс, периодом следования 263,8 пс, частотой несущего колебания 9,999 ГГц, мощностью 1002, 4803 кВт и импульсов накачки с длительностью 10 нс, периодом следования 15 нс, частотой несущего колебания 2 ГГц, мощностью 1,68 кВт.

Использование: радиосвязь, создание отражающей области, например, для ионосферной ретрансляции. Сущность изобретения: способ формирования энергетического сгустка включает одновременное излучение из различных точек пространства в заданную область первичных электромагнитных импульсов, излучение после первого первичного электромагнитного импульса в эту же область электромагнитных импульсов накачки с длительностью, периодом следования и частотой несущего колебания, не кратными соответствующим параметрам первичных импульсов. Длительность импульсов накачки не менее половины периода их несущего колебания. Период следования равен времени прохождения импульса по замкнутой траектории наибольшей протяженности вокруг облучаемой области. Частота несущего колебания кратна частоте облучения электронов для предполагаемой реализации их запрещенного перехода или частоте, соответствующей энергии электрона в невозбужденном состоянии на одном из полностью заполненных энергетических уровней атомов вещества в облучаемой области. Мощность излученной пачки импульсов и количество импульсов в пачке определяются в соответствии с установленными математическими зависимостями.

Способ формирования энергетического сгустка, включающий одновременное излучение из различных точек пространства в заданную область первичных электромагнитных импульсов, отличающийся тем, что после излучения первого первичного электромагнитного импульса в эту область излучают электромагнитные импульсы накачки с длительностью, периодом следования и частотой несущего колебания, не кратными соответствующим параметрам первичных импульсов, длительностью импульсов не менее половины периода их несущего колебания, периодом следования, равным времени прохождения импульса по замкнутой траектории наибольшей протяженности вокруг облучаемой области, частотой несущего колебания, кратной частоте облучения электронов для предполагаемой реализации их запрещенного перехода или частоте, соответствующей энергии электрона в невозбужденном состоянии на одном из полностью заполненных энергетических уровней атомов вещества в облучаемой области, мощностью излученной пачки импульсов Р и количеством импульсов в пачке i, определяемыми из соотношений




Е'' < Е' ≅ W,
где Р' значение мощности электромагнитной волны, прошедшей сквозь облучаемую область пространства без искажения фронта;
L' безразмерная величина, численно равная длине замкнутой траектории прохождения радиоимпульса на облучаемой области;
ε диэлектрическая проницаемость внешнего слоя облучаемой области;
m магнитная проницаемость внешнего слоя облучаемой области;
e₁ диэлектрическая проницаемость вещества облучаемой области;
μ₁ магнитная проницаемость вещества облучаемой области;
S_л энергия, необходимая для перевода электронов из одного слоя в другой слой в атомах облучаемого химического элемента;
m масса предполагаемой части области пространства, на которую осуществляют воздействие со значением мощности не менее P-χ;
Е энергия, соответствующая выбранной частоте, необходимая для предполагаемой реализации запрещенного перехода или невозбужденного состояния электрона на полностью заполненном энергетическом уровне;
i число радиоимпульсов в пачке;
К номер гармоники несущего колебания, соответствующий выбранной частоте;
N_а число Авогадро;
t длительность радиоимпульса;
М молярная масса, исчисляемая для атомов вещества, включающего заданный химический элемент;
Q электрическая добротность вещества, включающего заданный химический элемент;
А характеристика огибающей радиоимпульса в пачке;
Р_н единичная, нормированная характеристика мощности;
c затухание радиосигнала на трассе распространения до облучаемой области;
W_э волновая характеристика облучаемой области, в объеме которой образуется энергетический сгусток;
L(t) параметрическая индуктивность облучаемой области;
Н_н(t) магнитная напряженность поля накачки в облучаемой области;
Н_п(t) магнитная напряженность поля первичного излучения в облучаемой области;
W количество свободной энергии, сосредоточенной в облучаемой области;
W_в г энергия ван-дер-ваальсовских газов или коллоидных растворов в облучаемой области;
W_к р энергия кристаллической решетки (энергия нулевой осцилляции атомов, расположенных в узлах кристаллической решетки) в облучаемой области;
W_и г энергия идеальных газов в облучаемой области;
W_с и энергия, привносимая в облучаемую область солнечным излучением;
W_с э суммарная кинетическая энергия свободных электронов (ионов) в облучаемой области.