А.А. Волков – к.т.н., преподаватель, 
ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
E-mail: volkov_aa@autorambler.ru

Постановка проблемы. При задании требований к параметрам мощных сверхвысокочастотных генераторов возникает необходимость учета явления пробоя воздуха в антенне как фактора, ограничивающего эффективность излучения. Энергия выводимого в атмосферу электромагнитного поля не должна превышать энергию пробоя воздуха в антенне генератора. Типовыми антеннами мощных сверхвысокочастотных генераторов являются поверхностные антенны – диэлектрические окна в корпусах приборов. Для обеспечения указанного условия при выборе параметров генератора необходимо знать закономерность, связывающую энергию пробоя воздуха на излучающей поверхности антенны с длительностью, периодом повторения и количеством излучаемых импульсов. В известной литературе такие закономерности не приводятся.
Цель. Определить и проанализировать зависимость энергии пробоя воздуха в поверхностной антенне сверхвысокочастотного генератора от параметров излучаемой импульсной последовательности.

Результаты. Получено выражение энергии пробоя воздуха в поверхностной антенне, учитывающее длительность, период повторения и количество импульсов. Установлено, что энергия пробоя имеет минимум по длительности импульса. Получены оценочные выражения длительности импульса и энергии пробоя в точке минимума. Определена верхняя граница диапазона длительностей импульсов, излучаемых без пробоя. Проведен расчет зависимостей энергии пробоя в антенне мощного сверхвысокочастотного генератора от длительности импульса для разных режимов излучения. Показано, что минимум энергии пробоя находится в субнаносекундном диапазоне. Минимальная энергия пробоя снижается при уменьшении периода повторения, при этом длительность импульса в точке минимума тоже уменьшается. При увеличении длительности импульса зависимость энергии пробоя от периода повторения и количества импульсов ослабевает.
Практическая значимость. Полученные результаты могут использоваться при обосновании требований к параметрам излучения мощных генераторов электромагнитного поля.

Волков А.А. Локализация циклостационарных источников сигналов беспроводной связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2020. Т. 25. № 1–2. С. 96−101. DOI: 10.18127/j15604128-202001-2-11.
Volkov A.A. Air breakdown energy in a superficial antenna. Electromagnetic waves and electronic systems. 2020. V. 25. № 1–2. P. 96−101. DOI: 10.18127/

1. Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио. 1957. 700 с.
2. Диденко А.Н. СВЧ-энергетика: Теория и практика. М.: Наука. 2003. 446 с.
3. Мак-Доналд А. Сверхвысокочастотный пробой в газах. М.: Мир. 1969. 212 с.
4. Зарин А.С., Кузовников А.А., Шибков В.М. Свободно локализованный СВЧ-разряд в воздухе. М.: Нефть и газ. 1996. 204 с.
5. Гуревич А.В. Ионизированный слой в газе (атмосфере) // Успехи физических наук. 1980. Т. 132. № 4. С. 685–690.
6. Александров А.Ф., Бычков В.Л., Грачев Л.П., Есаков И.И., Ломтева А.Ю. Ионизация воздуха в околокритическом электрическом поле // Журнал технической физики. 2006. Т. 76. № 3. С. 38–43.
7. Барашенков В.С., Грачев Л.П., Есаков И.И., Костенко Б.Ф., Ходатаев В.К., Юрьев М.З. Пробой воздуха в нарастающем СВЧ-поле // Журнал технической физики. 2000. Т. 70. № 10. С. 34–39.
8. Шифрин Я.С. Антенны. Харьков: ВИРТА. 1976. 408 с.
9. Волков А.А. Ограничения на минимальные размеры антенн для излучения мощных сверхвысокочастотных импульсных полей // Антенны. 2014. № 10. С. 54–59.