Устройство для обработки почвы

 

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, вьтолнены 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 /// /// /// //

„„Я0„„1142083 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ . .".. .ИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) А 01 M 17/00; А 01 M 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlQ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

H ABTOPCHOMV CBMQETEJlbCTHV я4ФЯ УЩ д а ю

i (2 I) 3537137/30-15 (22) 12.01.83 (46) 28.02.85. Бюл. № 8 (72) В.И. Шустов, А.И. Михальчук, В.M. Кузьменко и А.И. Щербина (71) Всероссийский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства (53) 639.2(088.8) (56) 1. Патент Англии ¹ 1419429, кл. А 01 M 21/04, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР № 852300, кл. А 01 M 17/00, А 01 M 21/00, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДПЯ ОБРАБОТКИ

ПОЧВЫ, содержащее СВЧ-генератор и излучатель, отличающееся тем, что, с целью повьппения 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, примыкающей к катетам прямоугольного треугольника, выполнены щели и вырез в виде равнобедренного треугольника, длина боковых сторон которого равна половине длины волны, излучаемой СВЧ-генератором, 3 а основанием является кромка широкой стенки конца излучателя.

1142083

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам, предназначенным для борьбы с сорной растительностью и стерилизации почвы, 5

Известно устройство для обработки почвы, содержащее СВЧ-генератор, установленный на шасси с излучателями, выполненными в виде открытых концов волноводов. Излучатели направлены 10 перпендикулярно поверхности почвы, для их согласования с почвой используется диэлектрическая пластина с комплексной диэлектрической проницаемостью, равной, среднему значению 15 между проницаемостями воздуха и почвы, расположенная между излучателями и почвой Р1 3.

Недостатком такого устройства является значительный коэффициент 20 стоячей волны напряжения (КСВН), При влажности почвы 25-30% КСВН = 5, что соответствует уровню отраженной мощности 40% от падающей. Такая величина КСВН обусловлена тем, что 25 угол падения электромагнитной волны не является оптимальным с точки зрения минимальных отражений, Значительный уровень отраженной мощности приводит к снижению К?Щ устройства и gp нарушению устойчивости работы СВЧгенераторов и усложняет защиту обслуживающего персонала от СВЧ-излучения.

Известно устройство для обработ.ки почвы, содержащее CB I-генератор и излучатели $2 j. 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 повышение равномерности обработки за счет интерференции электромагнитных волн. 45

Такой уровень отраженной мощности соответствует КСВН = 1,9, что поиводит к невысокому КПД обработки и усложнению защиты обслуживающего персонала от СВЧ-излучения.

Цель изобретения — повышение КПД путем уменьшения уровня отраженной мощности от почвы

Поставленная цель достигается тем. 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 широкой стенке волновода, примыкающей к катетам прямоугольника треу-. гольника выполнены излучающие щели и вырез в виде равнобедренного треу-. гольника, длина боковых сторон которого равна половине длины волны, излучаемой СВЧ-генератором, а основанием является кромка широкой стенки конца. излучателя.

На фиг. 1 схематически изображен излучатель вид ;".боку; 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 прямоугольного 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 широкой стенки конца излучателя.

Устройство работает следующим образом, f

Энергия от генератора распространяется вдоль излучателя. Излучатель настраивают таким образом, чтобы при работе на почвах со средним значени-, ем входного сопротивления вся посту- пающая в него .энергия излучается щелями 4. Равномерность поля излучения достигается в этом случае за счет постоянства составляющих напря,женности электромагнитного поля вдоль длины излучателя. При угле с между широкими стенками 2 и 3 в конце из-. лучателя, который определяется из соотношения:

ФЕН о, d=e c

Е где Ы, — угол между широкими стенками волновода; — характеристическое сопротив<а ление волновода для волны

Н °

Š— амплитуда электрической составляющей напряженности поля на оси широкой стенки;

114

2083 иг.

Составитель В. Алексеев

Редактор Л. Пчелинская Техред М.Надь Корректор М.Леонтюк

Заказ 583/4

Тираж 743 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«%

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 а — размер широкой стенки волновода;

П вЂ” глотность потока СВЧ-энергии на обрабатываемой поверхности; а — ширина 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 сопротивлением 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 основньк излучающие щели мощности и поглощение ее в обрабатываемом материале.

Это обеспечивает увеличение КПД излучателя.

Пример 1. Бып реализован излучатель с входным сечение волновода

220х104 и длиной 700 и 1400 мм на

10 частоте 915 МГц и излучатель с входным сечением волновода 90х45 и длиной 250 мм на частоте 2375 МГц с про" дольными и наклонными излучающими щелями.

Лабораторные исследования излучателей показали, что при влажности почвы 5-25Х КСВН излучателя изменяется в пределах от 1,1 до 1,25 ° При таком значении КСВН КПД излучателя составляет 99,8-997..