Устройство для обработки почвы Советский патент 1985 года по МПК A01M17/00 A01M21/00 

11 Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам, предназначенным для борьбы с сорной растительностью и стерилизации почвы. Известно устройство для обработк почвы, содержащее СВЧ-генератор, установленный на шасси с излучателями выполненными в виде открытых концов волново ов. Излучатели направлены перпендикулярно поверхности почвы, для их согласования с почвой используется диэлектрическая пластина с комплексной диэлектрической проница емостью, равной.среднему значению между проницаемостями воздуха и почвы, расположенная между излучателям и почвой D Недостатком такого устройства является значительный коэффициент стоячей волны напряжения (КСВН), При влажнос- и почвы 25-30% КСВН 5, что соответствует уровню отраженной мощности 40% от падающей. Такая величина КСВН обусловлена тем, что угол, падения электромагнитной волны не является оптимальным с точки зрения минимальных отражений. Значител ный уровень отраженной мощности при водит к снижению КПД устройства и нарушению устойчивости работы СЕЧгенераторов и усложняет защиту обслуживающего персонала от СВЧ-излучения„Известно устройство для оЗработ,ки почвы, содержащее СВЧ-генератор и излучатели .2 . Излучатели выполнены в виде рупоров. Рупоры ориентированы таким образом, что потоки СВЧ-энергии вводятся в почву под углом полного прохождения (угол Брюстера) Этим достигается снижение уровня отраженной мощности до 9% и повьш1ение равномерности обработки за счет интерференции электромагнитных волн. Такой уровень отраженной мощности соответствует КСБН 1,9, что ПРИВОДИТ к невысокому КПД обработки и усложнению защиты обслуживающего персонала от СВЧ-излучения. Цель изобретения - повьш1ение КПД путем уменьшения уровня отраженной мощности от почвы. Поставленная цель достигается те что в устройстве, содержащем СВЧгенератор и излучатель, излучатель выполнен в виде прямоугольного волновода переменного сечения, узкая стенка которого выполнена в виде прямоугольного треугольника, а на щирокой стенке волновода, примыкающей к катетам прямоугольника треу . гольника выполнены излучающие щели и вырез в виде равнобедренного треуг гольника, длина боковых сторон которого равна половине длины волны, излучаемой СВЧ-генератором, а основанием явля.ется кромка широкой стенки конца, излучателя. На фиг. 1 схематически изображен излучатель вид сбоку; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1. Устройство для обработки почвы содержит СВЧ-генератор (не показан) и излучатель 1, выполненный в виде прямоуго11ьного волновода переменного сечения, узкая стенка которого выполнена в виде прямоугольного треугольника с углом между широкими стенками 2 и 3. На широкой стенке 3 волновода, примыкающей к катетам прямоугольного треугольника, выполнены излучающие щели 4 и вырез 5 в виде равнобедренного треугольника, длина боковых сторон 6 которого равна половине длины волны, излучаемой СВЧ-генератором, а основанием является кромка 7 щирокой стенки конца излучателя. Устройство работает следующим образом. Энергия от генератора распространяется вдоль излучателя. Излучатель настраивают таким образом, чтобы при работе на почвах со-средним значением входного сопротивления вся поступающая в него .энергия излучается щелями 4. Равномерность поля излучения достигается в этом случае за счет постоянства составляющих напряженности электромагнитного поля вдоль длины излучателя. При угле d между широкими стенками 2 и 3 в конце из-, лучателя, который определяется из соотношения: o6sC(r-Cii угол между широкими стенками волновода; характеристическое сопротивление волновода для волны 10 5 . амплиту да электрической составляющей напряженности поля на оси широкой стенки;

а - размер широкой стенки волновода;

П - плотн-ость потока СВЧ-энер гии на обрабатываемой поверхности; . а - пшрина обрабатываемой поверхности,

обеспечивается выполнение условия Е const при уменьшении мощности вдоль длины излучателя.

Изменение параметров почвы приводит к изменению ее входного сопротивления, а следовательно, и к рассогласованию его с выходным сопротилением излучающих щелей 4. Часть энергии проходит к концу волновода и излучателя через дополнительную щель 5.

При этом длина стороны дополнительной щели, равная половине длины

волны в волноводе обеспечивает прохождение неизлученной через основные излучающие щели мощности и поглощение ее в обрабатываемом материале.

Это обеспечивает увеличение КПД излучателя.

Пример 1. Бьш реализован излучатель с входньй сечение волновода 220x104 и длиной 700 и 1400 мм на частоте 915 МГц и излучатель с входным сечением волновода 90x45 и длиной 250 мм на частоте 2375 МГц с продольными и наклонными излучающими щелями.

Лабораторные исследования излучателей показали, что при влажности почвы 5-25% КСВН излучателя изменяется в пределах от 1,1 до 1,25. При таком значении КСВН КПД излучателя составляет 99,8-99%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, содержащее СВЧ-генератор и излучатель, отличающееся тем, что, с целью повьшения КПД путем уменьшения уровня отраженной мощности от почвы, излучатель выполнен в виде прямоугольного волновода переменного сечения, узкая стенка которого выполнена в виде прямоугольного треугольника, а на широкой стенке волновода, прийыкающей к катетам прямоугольного треугольника, вьтол- нены щели и вырез в виде равнобедренного треугольника, длина боковых сторон которого равна половине длины волны, излучаемой СВЧ-генератором, а основанием является кромка широкой стенки конца излучателя. 7Г7/7 Ш /// /// /// //