Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 44
Текст из файла (страница 44)
6.6). Компактный резонансный трансформатор способен генерировать видеоимпульсы длительностью 0,1 нс, напряжением 1МВ при частоте следования 600 Гц, с полосой частот излучения в пределах от 0,04 до 4 ГГц. Произведение напряженности поля в дальней зоне Е на дальяость от излучателя г в метрах Ег = 5,3 МВ, т.е. на расстоянии, например, 2 км создается во время прихода видеоимпульсов напряженность поля больше 2,6 кВlм.
Средняя плотность потока энергии в единицу времени при скважности Оы 1,7.10 составляет больше 7 Е'lрО ы0,9 мВт!м'. Здесь р = 377 Ом — волновое сопротивление свободного пространства (см. Разд. 8.3.2). ч" Рис. 6.6 Способы защиты РЭС от поражения их функциональных элементов. Сводятся к > улучшению экранировки РЭС, в том числе для неработающих, улучшению преселекции волноводных фильтров приемника; ) применению полевых транзисторов на основе арсенида галлия с повышенным порогом перегорания, использованию ограничителей наведенных потенциалов в фидерах, цепях питания и управления РЭС.
Исследуется введение сверхпроводящих высокотемпературных пленок (= 93' К) в волноводы, оперативно рассогласукнцих их при нагревании [6.17, 6.22]. 6.8.2. Энергетические РЭС поражения средств нападения и людей Наряду с кинетическим н атомным оружием (см. разя.
5.3) для поражения средств нападения возможно [5.17] использование лучевого, пучкового и плазменного оружия. Лучевое (лазерное и СВЧ) оружие способно поражать людей. Мощные лазеры и их применение. Наибольшие мощности ожидаются в ближайшее время [9.20, 9.43] от лазеров с газообразиыы рабочим веществом — газодинамических и химических. Характерным газодинамическим лазером, впервые обеспечившим мощность непрерывного излучения в сотни киловатт, явился лазер на двуокиси углерода, т.е. на углекислом газе СОь Сжатый углекислый газ сушественно разогревается и с приданной ему дозвуковой или сверхзвуковой скоростью пропускается в резонатор через расширяющиеся сопла, что ведет к понижению температуры газа.
Для этой температуры населенность электронами верхнего энергетического уровня оказыва- 87 ется избыточной (говорят об инверсии населенности). Зто создает возможность перехода электронов с верхнего энергетического уровня на нижний с испусканием квантов инфракрасного излучения — фотонов с длинами волн 9...11 мкм. Первый же фотон возбуждает двухзеркальный резонатор и синхронизирует непускание последующих фотонов. Излишне широкий спектр этого излучения не позволяет, однако, фокусировать его на больших дистанциях от лазера. В химических лазерах инфракрасного диапазонов водороднофтаристом, дейтвривво-фтаристом и лигларадна-йоднаи так же, как и в газодинамических лазерах, имеют место эффекты нагрева газов и создания высокоскоростных потоков.
Однако основной эффект инверсии заселенности энергетических уровней достигается за счет химического взаимодействия соответственно водорода и фтора, дейтерия и фтора, кислорода и йода. Водородна-фтаристый лазер обеспечивает получение разделяющихся линий излучения в диапазоне длин волн 2,7...2,9 мкм. К 2005 г. на рабочей длине волны 2,7 мкм его предполагается использовать вне тропосферы на спутнике ПКО и ПРО США «Стар Лайт», в тропосфере же излучения указанных длин волн (см. рис. 11.15) сильно поглощаются. Двйтвриева-фтаристый лазер отличается переносом спектра излучения в диапазон 3,5...4 мкм, нижняя часть которого сравнительно слабо поглощается тропосферой. После демонстрации в 1996 г. лазерного поражения тактической ракеты «Катюша» США предполагают использовать такие лазеры в противоракетных системах малой дальности 16.481. Кислородно-йодный лазер отличается монохроматичностью спектра Х = 1,315 мкм, существенной для фокусировки излучения на больших расстояниях.
Подобные лазеры с мошностью непрерывного излучения около 3 мегаватт предполагают установить на самолете ПРО США. Лазерный самолет ПРО АВЬ (США). Самолет АВЬ (Ап11Ьа1!1зпс Ьазег) предназначен для лучевого поражения стартовавшей баллистической ракеты (БР) на участке разгона ее двигателями в нескольких сотнях километров от плоскости полета. Создается на основе самолета Воешй 747, оснащаемого мегаваттным кислородно-иодиым лазером, первичное и поворотное зеркала которого расположены в носовой части самолета АВЬ (рис.
6.7). Рис. 6.7 До пуска ракеты самолет АВ1. патрулирует у границ страны, угрожаюшей атакой баллистических ракет БР. Для ослабления дефокусировки лазерного луча неоднородностями тропосферы планируют использовать методы адаптивной оптики (разд. 25.10) и выбирать специальный режим патрулирования. Полет планируется на высоте около 13 км по траектории в виде сжатой восьмерки с длинной осью, перпендикулярной плоскости БР. Адаптацию к неоднородностям тропосферы (см. разд. 25.10) проводят по данным режима лазерной локации, согласованной с режимом лазерного поражением цели.
Согласование достигается путем использованием общего для этих режимов деформируемого полутораметрового жаростойкого зеркала, близкого к параболическому (рис. 6.8). Деформируемость зеркала обеспечивается составлением его из миниатюрных пластинок, управляемых микродвигателями. Жаростойкость зеркала достигается использованием криРне. 6.8 сталлического материала пластинок. Адаптация зеркала обеспечивается в результате целенаправленного использования данных локации для управления микродвигателями 16.481.
Варианты лазерного поражения баллистической ракеты (БР) на этапе разгона. Левые части рис. 6.9 соответствуют этапам разгона БР, правые части (верх и низ)— этапам ее спуска (разделение ступеней не предусматривается) 16.48). Верхние части рис. 6.9, левая и правая, относятся к поражению БР с жидким топливом, на что, в основном, и рассчитан АВЬ. При точно нацеленном луче лазера (слева) за достижимое (с учетом кривизны Земли) время облучения (20...30 с) энергии луча хватает толь- ко на размягчение Рис. 6.9 (а ие плавление) участка топливного бака БР.
Тем не менее, внутреннее давление способно пробить в нем отверстие, обеспечивающее выбрасывание топлива, так что БР не достигает места назначения (справа). Нижние части рис. 6.9 относятся к поражению БР с произвольным топливом, в частности, с твердым. Лазерный луч (слева) размягчает некоторую дугу вокруг поперечного сечения БР, что требует больших, чем в первом случае, затрат энергии. Размягчение приводит к последующей деформации корпуса ракеты под действием сил инерции и аэродинамических сил (справа). Лазерный спутник Наг Ь)зе (США). Оснащен ° зеркалом восьмиметрового диаметра, четырехметрового в эксперименте 2001 г. (рис.
6.10); ° водородно-фтористым лазером с длиной волны излучения 2,7 мкм. Расчетная длительность излучения 1...5 с, расход топлива 30 кгlс, запас топлива на В,'";з .,Фф,"ь, 30...60 с. Лазер испытан в на- земных условиях при длительРис. 6.10 ности излучения 0,5 с. Через антенну на спутник выдается командная информация. Планируется и получение собственной информации о поражаемом объекте [6.481. 88 Идея пучкового поражения объектов. Укорители создают электронные, протонные или нейтронные пучки частиц, способные проникать внутрь вещества, в ядерный заряд боеголовки.
Согласно оценкам [5.17), пучковое протонное оружие пригодно для нейтрализации ядерных зарядов на высотах более 200 км в радиусе 1000 км при ускорении протонов до 300 МэВ. Идея плазменного поражения объектов. В результате интенсивного энергетического воздействия на пути быстродвижущейся цели (головки БР, самолета) создается ллазмоид — участок плазменного состояния вещества, способный разрушить налетающую на него цель.
Для образования плазмы в атмосфере используют лазерные и СВЧ источники энергии с высоконаправленными излучающими устройствами. Идея поражения прорабатывалась в СССР, но встречала возражения изза сложности и отсутствия эксперимента [5.34). Идея сверхширокополосного несмертельного (иелетального) поражения людей [9.59), [9.60). Интенсивное короткоимпульсное СВЧ излучение проникает неглубоко под кожу человека (см. Разд. 6.10.1), вызывая болевой эффект из-за перегрева. Считается, что нагрев кожи начинает ощущаться, начиная с плотностей потока энергии излучения 300 Вт ! м при частоте непрерывных колебаний около 2,5 ГГц и 1О Вт I м' при частоте непрерывных колебаний около 40...100 ГГц. Нелетапьность нли летальность и физиологические последствия для нервной, иммунной и т.д.
систем зависят от полученной дозы облучения. 6.9. Энергетические РЭС технологического воздействия Энегетические РЭС в технологических целях применяются как лазеры, так и излучатели колебаний более низких частот. Твердотельные лазеры позволяют фокусировать энергию для прецизионных пробивки отверстий, сварки, термической закалки, используемых в производстве изделий микроэлектроники, часовом производстве и т.д.
Микроволновые печи используются дпя нагревания пищевых продуктов, позволяя применять СВЧ магнетронов по новому назначению. Различные генераторы колебаний ОВЧ, УВЧ и СВЧ используют для сушки зерна, древесины и т.п. 6.10. Энергетические РЭС биомедицинского воздействия Используются в медицине и ветеринарии для лечения людей и животных. Подразделяются на ЭРЭС терапевтического и хирургического воздействия. Выделяют хирургически вживгяемыв кнфоржапиовло-энергетические РЭС. 6.10.1.
Энергетические РЭС терапевтического воздействия Действие физических факторов на организм определяется по современным представлениям их влиянием на протекание физико-химических процессов в клетках, группах клеток, нервно-рефлекторной системе и системы обмена веществ организмов. Наряду с водолечением и теплолечением неэлектронного типа в физиотерапии используются механо- лечение и электролечение с применением электроники. Терапевтическими факторами могут быть также: постоянные токи и напряжения; введение лекарств с использованием постоянного тока — элвктрофорез; периодические импульсные и видеочастотиые электрические воздействия; воздействия электромагнитных колебаний высоких, очень высоких, ультравысоких или крайне высоких частот; воздействия инфракрасного, видимого, ультрафиолетового электромагнитного излучения; воздействие ультразвукового излучения.
Особенно велика роль электромагнитных волн. Сама жизнь на Земле сформировалась под воздействием электромагнитного излучения Солнца. Суммарная плотность потока мощности этого излучения в диапазоне 2 частот составляет около 1 кВт/м . Ограничимся несколькими примерами использования электромагнитных волн в терапии [9.38, 9.39, 9.47, 9.48). В так называемой УВЧ-терапии используют непрерывные электромагнитные колебания на несущих 27,12 МГц и 40,68 МГц мощностью 30...70 Вт, которые по современной терминологии [см.
табл. !.1) относятся к диапазонам ВЧ и ОВЧ, а не УВЧ. Прн импульсном излучении со скважностью 1000 потребная средняя мощность снижается до 20 Вт. Лечебным эффектом считают тепловой, вызывающий приток крови к больному органу. Исследуются и начинают применяться и более высокочастотные колебания вплоть до излучения КВЧ и лазерного излучения со значительно меньшей глубиной проникновения в человеческий организм. Например, на частоте 3 ГГц глубина проникновения в мышечную ткань и кожу составляет 15 см, а на частотах 30...40 ГГц всего 0.3 см.
Наряду с тепловым проявляются и другие воздействия, мобилизующие живые силы организма и близкие по своему характеру к информационным [резонансные по частоте, пороговые по значениям энергий минимального и максимального воздействия). Как и при иглоукалывании, возможны лазерные и КВЧ воздействия на органы, удаленные от точек облучения. Сердечная (кардиальная) аритмия в форме снижения пульса (брахикардии) приводит к очень большому числу смертных случаев в результате фибрилляции [9.47, 9.48). Своевременный (что не всегда обеспечивается) электрический удар в области сердца от внешней ЭРЭС (двфибрплятора) спасает в ряде случаев жизни. 6.70.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
