ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Генерация микроволн

Известно несколько типов сверхвысокочастотных генераторов,

использующих:

1) магнетроны;

2) транзисторы;

3) амплитроны;

4) клистроны.

Магнетроны, как правило, не обеспечивают спектральную стабильность и чис­тоту генерируемого излучения, что может привести к существенным потерям.

Транзисторная техника требует существенного развития, для того чтобы быть использованной в составе ОСЭ.

Амплитроны имеют следующие преимущества перед другими устройствами:

1) малая удельная масса — 0,4 кг/кВт, в то время как у клистронов 0,7 кг/кВт;

2) высокая эффективность — 88 % (вероятно, до 90 %), в то время как у клистронов — 85 %;

3) практически неограниченный срок службы катода: амплитроны работают на основе вторичной эмиссии и в них могут использоваться платиновые катоды.

Достоинствами клистронов являются:

1) в расчете на одну трубку клистроны имеют на порядок более мощный вы­ход излучения, чем амплитроны;

2) у клистронов более высокий анодный потенциал, чем у амплитронов (40 кВ вместо 20 кВ). Это снижает значение токов и соответственно массу электри­ческой системы, составляющей заметную долю в суммарной массе ОСЭ;

3) клистроны обеспечивают более высокий энергетический выход, чем ам­плитроны, что упрощает управление процессами, а также формирование и нацеливание излучения на наземную ректенну.

На основе сравнительного анализа более предпочтительными для использо­вания на ОСЭ представляются клистроны, обеспечивающие эффективность пре­образования электроэнергии в энергию микроволнового пучка на уровне 85 %, что соответствует мощности, подводимой к передающей антенне 7 ГВт. Вместе с тем, поскольку единичная мощность клистрона не превышает 50 кВт, потребу­ется 140 000 трубок. Предполагая, что средняя продолжительность времени жизни клистрона составляет около 5 ч, можно ожидать, что отказы будут происходить

через каждые 2 мин! Эта опенка указывает на необходимость создания клистронов с экстремально высоким сроком службы и разработки автоматизированных про­цедур диагностики и ремонта оборудования в орбитальных условиях.