Диаграммой состояния

При длине волн в десятки метров уже сравнительно просто построить антенны в четверть или половину длины волны и, таким образом, отчасти «управлять» диаграммой направленности. К. п. д. коротковолновых антенн существенно возрастает (/?х >/?„).

Кроме рассмотренного выбора сигнала по частоте (частотная селекция) возможен выбор сигнала по направлению прихода. Такую пространственную селекцию производят, например, в радиолокации и осуществляют с помощью антенн с узкой диаграммой направленности. Возможны и другие виды селекции (по времени прихода, поляризации сигналов и др.).

В последние годы стали находить широкое применение антенны с дискретным формированием поля типа фазированных антенных решеток. Их развитие вылилось в очень перспективное научное и инженерное направление. Здесь открываются огромные возможности управления диаграммой направленности излучения (приема) антенны, т. е. формирования направлений главного излучения, уменьшения излучения (приема) в нежелательных направлениях, осуществления автоматического, практически безынерционного обзора пространства методом электронного сканирования, а также адаптации системы к конкретным условиям работы. Антенные решетки пока сравнительно дороги. Однако усилиями ученых и инженеров их конструкции непрерывно совершенствуются.

Для регионов с большой плотностью населения наиболее дешевое построение ТВ сети оказывается при использовании ТРП (см. 5.1). Каждый ТРП, имеющий передающую антенну с круговой (или почти с круговой, а следовательно, ненаправленной) диаграммой направленности, обеспечивает возможность приема ТВ программ на расстоянии R ^ /?3, где R3 — средний радиус зоны обслуживания ТРП. Расширить зону обслуживания (увеличить /?.,) можно за счет увеличения высоты подъема антенны ТВ радиопередатчика и ТВ приемника, мощности передатчика Рпд и коэффициента усиления приемной антенны. Каждый из этих параметров целесообразно увеличивать до определенных пределов. Например, подъем передающих антенн на высоту свыше 200—250 м требует строительства очень сложных, а зачастую и уникальных башен. Самой высокой на сегодняшний день является телебашня общесоюзного телецентра в Москве; ее высота 533,3 м. Увеличение Рпд ограничено ростом помех со стороны передатчика другим радиослужбам. В настоящее время в качестве основного значения мощности передатчиков приняты величины пиковой мощности радиосигнала изображения Ртм и средней мощности радиосигнала звукового сопровождения Рс,,..„ которые указываются в виде дроби PnHJPCf.3. Обычно в диапазоне MB используют мощности 5/1,5 кВт, а в диапазоне ДМВ — 25/5 кВт. Увеличение мощности в диапазоне ДМВ обусловлено уменьшением действующей высоты приемной антенны. Возрастание коэффициента усиления приемной антенны достигается за счет увеличения числа элементов (вибраторов) антенны и услож-

можно использовать антенны с узкой диаграммой направленности, при которой энергия передатчика спутника концентрируется на ограниченной площади. Это позволяет эффективно использовать ИСЗ для обслуживания небольших определенных зон. Первая в мире СЛС была создана в СССР в 1964 г., когда был осуществлен обмен ТВ программами между Москвой и Владивостоком с помощью ИСЗ «Молния». С тех пор началось быстрое развитие СЛС во всем мире. В основном они используются в сетях распределения ТВ и звуковых вещательных программ, а также для передачи ИГП. Вместе с тем аппаратура СЛС позволяет осуществлять и двустороннюю многоканальную телефонную связь.

Излучающие диоды ИК-диапазона, изготовляемые на основе арсенида и форфида галлия, характеризуются полной мощностью излучения (от единиц до сотен милливатт) и постоянным прямым напряжением (1,2—3 В) при заданном прямом токе (десятки и сотни миллиампер); типичным значением длины волны в максимуме спектральной характеристики излучения (0,9—1,2 мкм); шириной спектральной характеристики на уровне 0,5 (десятки нанометров), временами нарастания и спада импульса излучения (от десятков до сотен наносекунд) , а также диаграммой направленности излучения ( 67).

Светоизлучающие диоды используют для визуализации индикации, а также в устройствах автоматического регулирования. Их характеризуют яркостью (10-20 кд/м2) и-постоянным прямым напряжением (2,0—5,5 В) при заданном прямом токе (единицы и десятки миллиампер), цветом свечения, зависящим от состава полупроводника, диаграммой направленности.

При лучевом наведении для управления снарядом используется сформированный на командном пункте и направленный в заданную точку пространства радиолуч со сканирующей диаграммой направленности. Положение оси луча в пространстве определяется выбранным кинематическим методом наведения. Отклонения снаряда от равносигнальной оси луча измеряются бортовым координатором и преобразуются автопилотом в сигналы управления рулями. Таким образом, снаряд удерживается на равносигнальной оси луча, что обеспечивает его встречу с целью. Работа бортового координатору подобна работе аналогичной части пелен-гационного устройства с .коническим сканированием луча.

Диаграмму зависимости модуля Е или Я в дальней зоне от угла 8 принято называть диаграммой направленности. Она будет представлять собой объемную фигуру — тор, сечение которого плоскостью, проходящей через полярную ось, представляет собой две соприкасающиеся окружности ( 25.2, а).

Антенны, выполненные в виде полуволнового вибратора, излучают преимущественно в направлениях, перпендикулярных его оси. При отклонении от этих направлений интенсивность излучения падает. Свойство антенны излучать в определенных направлениях характеризуется диаграммой направленности — зависимостью излучаемой мощности от направления излучения.

Антенны декаметровых, метровых и дециметровых волн. Начиная с декаметрового диапазона, возникает необходимость в ограничении диаграммы направленности антенн. Это вызвано тем, что уменьшение угла излучения увеличивает плотность энергии волны, вследствие чего увеличивается дальность связи без увеличения мощности передатчика и чувствительности приемника. Кроме того, приемные антенны с узкой диаграммой направленности позволяют принимать сигналы с одного преимущественного направления, что ограничивает прием ложных сигналов с других направлений, в том числе сигналов радиопротиводействия и помех. Узкая диаграмма направленности антенн радиолокационных станций позволяет с высокой точностью определять направление на объект наблюдения и, следовательно, параметры его движения и координаты.

Приемную антенну нужно ориентировать на передающую антенну телецентра, что обеспечивает наибольший уровень сигнала на входе телевизора и. минищальный уровень помех. Если при этом на экране телевизора будут наблюдаться значительные повторные контуры, то антенну нужно повернуть в ту или иную сторону до положения, в котором повторные контуры не будут существенно ухудшать качества изображения. В тех случаях, когда ослабить повторные контуры не удается, нужно применить антенну с более острой диаграммой направленности или антенну с повышенной помехозащищенностью.

Свариваемость разнородных металлов определяется их диаграммой состояния, разницей ТКР, упругости паров, температур плавления и других характеристик. Наилучшей свариваемостью при прочих равных условиях обладают металлы с полной взаимной растворимостью. При сварке металлов, образующих хрупкие интерметаллиды, необходимо ограничивать время существования жидкой фазы и ее температуру. Для преодоления трудностей, связанных со сваркой разнородных металлов, между ними применяют биметаллические переходники, компенсирующие или барьерные прокладки.

— растворение некоторого объема полупроводника в электродном сплаве, определяемое диаграммой состояния;

Таким образом, обтекаемый электрическим током сверхпроводящий соленоид должен представлять собой «сверхпроводниковый электромагнит», не требующий питания током. Однако оказшюсь, что сверхпроводимость нарушается не только при повышении температуры свыше температуры перехода ТКР, но также и при возникновении на поверхности сверхпроводника магнитного поля со значением магнитной индукции выше некоторого критического значения ВКР. Это объясняется диаграммой состояния сверхпроводника, схематически изображенной на 2.8(а). Каждому значению температуры данного материала, находящегося в сверхпроводящем состоянии, соответствует свое значение ВКР. Зависимость ВКР от температуры во многих случаях описывается формулой

Однако пользоваться для практических целей непосредственно пространственной диаграммой состояния крайне неудобно. Вместо нее применяют проекции линии наиболее важного трехфазного равновесия Ж + Г + Тв (расплав — газ — кристалл) на координатные плоскости Т—х, р—х и р—Т ( 1.5). Обычно бывает

Прочность, электропроводность и другие свойства паяного соединения определяется физико-химическими свойствами материалов заготовок и припоя и типом связей, возникающих между ними в процессе пайки. Не всегда структура и свойства сплавов, образующихся паяных швах, определяется диаграммой состояния компонентов системы «материал заготовок— припой». Большое влияние на эти свойства оказывают режимы и условия пайки.

Контактно-реакционный спай получают при пайке разнородных материалов, образующих эвтектические системы или твердые растворы с минимумом на кривой ликвидуса на диаграмме состояния. Паяют в этом случае без припоев, если паяемые заготовки сделаны из разнородных материалов или используют прокладку или пленку минимально возможной толщины из другого материала, выполняющего роль припоя, если паяемые заготовки выполнены из одного и того же материала. В основе процесса получения спая используется явление контактного плавления, заключающееся в том, что переход в жидкое состояние приведенных в контакт некоторых разнородных твердых материалов осуществляется при температурах ниже их точек плавления. Это свойство присуще как металлам, так и неметаллическим материалам. При контактном плавлении образуется зона сплавления, состав которой определяется диаграммой состояния для пары материалов. Контактное

Кроме того, причиной появления условных отказов являются физико-химические процессы в сплавах и припоях, используемых для создания p-n-переходов и невыпрямляющих контактов. Иногда кристаллизация этих сплавов при изготовлении прибора идет неравномерно и образуется не предусмотренная равновесной диаграммой состояния эвтектика с очень низкой температурой плавления, с ускоренными процессами диффузии различных элементов в сплаве, что приводит к старению сплавов и ухудшению качества p-n-переходов и невыпрямляющих контактов.

произвольных прямых в пло-скости шлифа проведено на. участке длиной 3000 мкм. В табл. II. 6 приведены результаты определения относительного количества никеля в отдельных интервалах его содержания. В соответствии с диаграммой состояния железо — никель при содержании в сплаве бол ее 40% никеля парамагнитное превращение имеет , место

Явление сверхпроводимости связано с тем, что электрический ток, однажды наведенный в сверхпроводящем контуре, будет длительно (годами) циркулировать по этому контуру без заметного уменьшения своей силы, и притом без всякого подвода энергии извне (конечно, если не учитывать,неизбежного расхода энергии на работу охлаждающего устройства, которое должно поддер(живать температуру сверхпроводящего контура ниже значения Тс, характерного для данного сверхпроводникового материала); такой сверхпроводящий контур создает в окружающем пространстве магнитное поле, подобно постоянному магниту. Поэтому обтекаемый электрическим током сверхпроводящий соленоид должен представлять собой сверхпроводниковый электромагнит, не требующий питания от источника тока. Однако первоначальные попытки изготовить практически пригодный сверхпроводниковый электромагнит, создающий в окружающем пространстве магнитное поле с достаточно высокими напряженностью Я и магнитной индукцией В, закончились неудачей. Оказалось, что сверхпроводимость нарушается не только при повышении температуры до значений, превышающих Тс, но и при возникновении на поверхности сверхпроводника магнитного поля с магнитной индукцией, превышающей индукцию перехода В0 (в первом приближении, по крайней мере для чистых сверхпроводни-ковых металлов, безразлично, создается ли индукция ?с током, идущим по самому сверхпроводнику, или же сторонним источником магнитного поля). Это поясняется диаграммой состояния сверхпроводника, изображенной на ^:?47т- Каждому значению температуры Т данного материала, находящегося в сверхпроводящем состоянии, соответствует свое значение индукции) перехода бс. Наибольшая возможная температура перехода Тсо (критическая температура) данного сверхпроводникового материала достигается

ческого типа с ограниченной областью твердых растворов. Для контактов применяют сплавы, лежащие в области а-твердых растворов, т. е. богатые серебром. Сплавы с содержанием 10— 45 % Pt могут подвергаться старению (в соответствии с диаграммой состояния). Термической обработкой этих сплавов можно достигнуть высокой твердости (до 3600 МПа после закалки при 1000 °С и старения при 550 °С).

Для материалов /?-типа концентрационное переохлаждение, связанное с диаграммой состояния В12Тез-8Ь2Тез ( 14), не возникает, так как при рабочих составах в области упорядочения в слоях Bi, Sb линии ликвидуса и солидуса пересекаются, т. е. коэффициент распределения равен единице. Но здесь может возникнуть концентрационное переохлаждение, связанное с избытком теллура в расплаве, который вводят для компенсации избытка висмута и сурьмы в твердой фазе. Например, на диаграмме состояния Bi,Sb-Te в области соединения (Bi, 8Ь)2Тез ( 15) так же, как на рассмотренной выше диаграмме Bi-Te, область гомогенности (на 8, 15 заштрихована) сдвинута в сторону больших концентраций Bi и Sb, но, в отличие от диаграммы Bi-Te, в данном случае вертикаль, соответствующая стехиометрическому составу, не пересекает область гомогенности, а кривая солидуса с правой стороны имеет выпукло-вогнутую форму. Избыток теллура, который надо вводить для того, чтобы получить нужную концентрацию дырок, может вызвать концентрационное переохлаждение.

В том случае, когда припой и твердый металл образуют между собой систему с интерметаллическими соединениями (например, железо с оловом), на границе раздела возможно образование этих соединений в результате так называемой реакционной или реактивной диффузий (фиг. 121). Составы фаз, которые при этом могут образоваться, определяются диаграммой состояния. Концентрация в переходной зоне при этом изменяется не плавно, а скачками от фазы к фазе. Это объясняется тем, что при реактивной диффузии образуются только термодинамически возможные интерметаллические соединения, а эвтектические смеси, лежащие на диаграмме состояния между этими соединениями, образовываться не могут. Величина скачка концентраций при переходе от фазы к фазе зависит от ширины гетерогенных зон на диаграмме состояния.