Большая Советская Энциклопедия (СВ)

и дециметровых волнах) предусмотрен ряд конструктивно-технологических мер, таких, как уменьшение междуэлектродных расстояний и поверхностей электродов (последние выполняются в виде дисков - для обеспечения удобного подсоединения к ним объёмных резонаторов), использование специальной керамики с малыми потерями СВЧ энергии и др. К таким приборам относятся металлокерамические лампы, нувисторы, маячковые лампы, резнатроныи коакситроны. Приборы 2-й группы (применяемые главным образом на дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волнах) лишены многих недостатков приборов 1-й группы, но по принципу действия, конструктивному исполнению и настройке обычно сложнее их; ограничение максимальной частоты усиления и генерирования в них связано с резким уменьшением (при повышении рабочей частоты) размеров и допусков на изготовление отдельных СВЧ элементов, ростом потерь, уменьшением связи потока электронов с СВЧ полем и др. причинами. Полупроводниковые приборы всех основных типов - детекторные и смесительные СВЧ полупроводниковые диоды,СВЧ транзисторы,варакторы ( варикапы ) , лавинно-пролётные полупроводниковые диоды, Ганна диоды, Шотки диоды, туннельные диоды, параметрические полупроводниковые диоды-находят применение во всём диапазоне СВЧ; генераторные и усилительные приборы развивают в непрерывном режиме работы полезную мощность до нескольких десятков втв метровом диапазоне и до нескольких втв сантиметровом.

Обобщёнными показателями работы электронных СВЧ приборов, предназначенных для передачи и получения информации, являются их частотно-энергетической характеристики, отображающие зависимость от частоты предельно достижимых уровней мощности при излучении ( рис. 2 ) и минимальных уровней шумов при приёме ( рис. 3 ). Эти характеристики, в частности, связаны с получением наибольшего энергетического потенциала - отношения выходной мощности передающего устройства к минимально допустимой (для нормальной работы) мощности шумов приёмного устройства; от его величины, в свою очередь, зависит дальность действия радиоэлектронных систем.

  Устройства и системы С. ч. т.Различные сочетания пассивных, а также активных и пассивных СВЧ цепей используют для создания разнообразных устройств, таких, как антенно-фидерные, соединяющие антенну посредством фидера со входной цепью радиоприёмника или выходной цепью радиопередатчика,генераторы и усилители, приёмники излучения, умножители частоты,измерительные приборы и т. д. Применение в СВЧ устройствах сверхпроводящих резонаторов, водородных и цезиевых генераторов (см. Квантовые стандарты частоты ) позволило получать весьма малую относительную нестабильность частоты (10 ^-10-10 ^-13).

  При построении радиоэлектронных систем с большим энергетическим потенциалом используют генераторы на клистронах, магнетронах и др. приборах магнетронного типа либо (главным образом в антенных системах, представляющих собой фазированные антенные решётки с электронным управлением диаграммой направленности) большое число (до 10 тыс.) сравнительно маломощных (до нескольких десятков вт) электронных приборов, работающих параллельно; параллельно работающие мощные приборы СВЧ применяют в ускорительной технике (см. Ядерная техника ) .Задача снижения шумов приёмных устройств наиболее эффективно решается при использовании параметрических усилителей (преимущественно неохлаждаемых) и квантовых усилителей-мазеров (в которых активная среда охлаждается до температуры жидкого гелия или азота - 4 или 77 К). В технологических целях и для приготовления пищи используются СВЧ печи ( рис. 4, 5 ).

  Радикальное решение проблемы миниатюризации и надёжности аппаратуры в системах невысокого энергетического потенциала было найдено путём создания полностью полупроводниковых передающих и приёмных устройств ( рис. 6 ), особенно в интегральном исполнении (см. Микроэлектроника, Планарная технология) .Т. к. размеры основных элементов в гибридных и монолитных интегральных схемах.СВЧ составляют десятки и единицы мкм,такие устройства, применяемые главным образом на частотах от 1 до 15 Ггц,можно конструировать из элементов цепей с сосредоточенными параметрами и двухпроводных линий; при их разработке наибольшие трудности вызывают проблемы отвода тепла и устранения паразитных связей. Эта область С. ч. т., а также техника миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов находятся в стадии интенсивного освоения.

В  Безопасность работы СЃ устройствами РЎ. С‡. С‚. Р РѕСЃС‚ масштабов применения РЎР’Р§ устройств Рё особенно использование устройств большой мощности привело Рє заметному повышению СѓСЂРѕРІРЅСЏ РЎР’Р§ энергии РЅР° земном шаре Рё Рє увеличению локальной интенсивности излучения РЎР’Р§ энергии передающими антеннами (особенно СЃ острой диаграммой направленности). РљСЂРѕРјРµ того, РєРѕРіРґР° Рє антенне РїРѕ фидеру подводится значительная РЎР’Р§ мощность, появляются высокие напряжения, опасные для Р·РґРѕСЂРѕРІСЊСЏ Рё жизни находящихся поблизости людей. Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ этим РІРѕР·РЅРёРє специальный раздел гигиены труда-радиогигиена, занимающаяся изучением биологического влияния радиоизлучений Рё разработкой мер РїРѕ предотвращению вредного действия РЎР’Р§ энергии РЅР° человека Рё поражения его электрическим током РЎР’Р§. Считаются безопасными для Р·РґРѕСЂРѕРІСЊСЏ человека следующие предельно допустимые плотности потока мощности поля РЎР’Р§: 10 РјРІС‚/СЃРј ²РІ течение 7-8 С‡,100 РјРІС‚/СЃРј ²РІ течение 2 С‡, 1 РІС‚/СЃРј ²РІ течение 15-20 РјРёРЅ(РїСЂРё обязательном пользовании защитными очками). Допуск обслуживающего персонала Рє работе СЃ промышленными РЎР’Р§ устройствами разрешается только после выполнения необходимых мер предосторожности РІ соответствии СЃ правилами техники безопасности для такого СЂРѕРґР° устройств. Слабые РґРѕР·С‹ облучения волнами РЎР’Р§ диапазона применяются для электролечения (С‚. РЅ. микроволновая терапия).

  Перспективы С. ч. т.тесно связаны с развитием как традиционных, так и новых направлений электросвязи, радиолокации, электроэнергетики, промышленной технологии, с изучением взаимодействия электромагнитного поля с веществом, растениями и др. живыми организмами и т. д., с дальнейшим освоением миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн - прежде всего в радиотехнике, ядерной физике, химии и медицине. Они также обусловливаются потребностью в увеличении энергетического потенциала (см. рис. 2 , 3 ) и повышением требований к спектральным характеристикам излучающих СВЧ устройств.

  Лит.:Капица П. Л., Электроника больших мощностей, М., 1962; Сретенский В. Н., Основы применения электронных приборов сверхвысоких частот, М., 1963; Харвей А. Ф., Техника сверхвысоких частот, пер. с англ., т. 1-2, М., 1965; Техника субмиллиметровых волн, под ред. Р. А. Валитова, М., 1969; Лебедев �. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 1-2, М., 1970-72; СВЧ - энергетика, пер. с англ., т. 1-3, М., 1971; Радиоприёмные устройства, под ред. Н. В. Боброва, М., 1971; Руденко В. М., Халяпин Д. Б., Магнушевский В. Р., Малошумящие входные цепи СВЧ приёмных устройств, М., 1971; Кацман Ю. А,, Приборы сверхвысоких частот, М., 1973; Минин Б. А., СВЧ и безопасность человека, М., 1974; Применение СВЧ в промышленности, науке и медицине, пер. с англ., «Труды �нститута инженеров по электротехнике и радиоэлектронике», 1974, т. 62, № 1 (тематический выпуск).

  Б. А. Серёгин, В. Н. Сретенский.

Рис. 1. Распределение амплитуд напряжения U и тока I в идеальных (без потерь энергии) разомкнутых (внизу) и короткозамкнутых (вверху) СВЧ линиях передачи различной длины I: а - при l < ; б - I = ; в -  < I < ; г - I = ;  - длина волны; Г - генератор СВЧ колебаний. Рядом с эпюрами показаны эквивалентные схемы линий, отражающие характер их входных сопротивлений: L - индуктивность, С - ёмкость.

Рис. 3. Минимальные уровни шумов СВЧ электронных приборов и устройств и уровни шумов внешней среды (по данным на 1973-1974): 1 - триоды; 2 - полупроводниковые диоды (смесительные); 3 - лампы бегущей волны; 4 - параметрические усилители; 5 - мазеры; 6 - шупы полюса Галактики; 7 - шумы атмосферы Земли; f - частота;  - длина волны; Т - шумовая температура.

Р РёСЃ. 6. Принципиальная схема (Р°) Рё схемно-конструктивное решение (Р±) транзисторного усилителя РЎР’Р§: 1 - РІС…РѕРґ; 2 - входная компенсирующая цепь, расширяющая рабочий диапазон частот; 3 - выходная компенсирующая цепь;4 - выход; 5, 6 - вывод заземления; 7 - вывод Рє источнику питания U; Др - РЎР’Р§ дроссель; T - транзистор; R ₁, R ₂, R ₃, - резисторы; C ₁, C ₂, C ₃, C ₄- конденсаторы; L ₁, L ₂, L ₃- катушки индуктивноcти.

Рис. 2. Максимальные уровни мощности СВЧ электровакуумных и полупроводниковых приборов (по состоянию на 1973-1974): 1 - электровакуумные приборы с сеточным управлением; 2 - электровакуумные приборы с динамическим управлением; 3 - полупроводниковые приборы; f - частота;  - длина волны; Р - мощность. Сплошные линии соответствуют непрерывному режиму работы, пунктирные - импульсному.

Рис. 4. Схема рабочей камеры СВЧ печи для сушки керамической шихты: 1 - неподвижный колпак; 2 - волновод; 3 - открытый резервуар, наполненный водной керамической суспензией; 4 - пазы, наполненные водой с целью защиты от СВЧ излучения; 5 - съемное дно; 6 - электромеханический привод; 7 - трубка, по которой стекает вода из-под колпака при конденсации испарившейся влаги; 8 - бачок, в котором расположено устройство, отключающее СВЧ генератор после окончания сушки шихты.

Рис. 5. СВЧ печь для приготовления пищи: 1 - стеклянная пластина, на которую кладется пища; 2 - вентилятор, лопасти которого, вращаясь, отражают электромагнитные волны СВЧ по всем направлениям с целью прогрева пищи со всех сторон; 3 - волновод; 4 - магнетрон; 5 - индикаторы, по которым производится отсчёт времени приготовления пищи.

Сверхгалактика

Сверхгала'ктика,сверхсистема галактик, гигантская совокупность галактик,обнаруживается РїРѕ наблюдаемому явлению концентрации СЏСЂРєРёС… галактик Сѓ большого РєСЂСѓРіР° небесной сферы, пересекающего галактический экватор почти РїРѕРґ прямым углом. Около этого РєСЂСѓРіР°, РІ полосе толщиной РІ 12В°, составляющей только 10% поверхности неба, заключено приблизительно ²/ ₃всех галактик ярче 12-Р№ звёздной величины.РџРѕ мере перехода Рє более слабым галактикам РёС… концентрация Сѓ РєСЂСѓРіР° ослабевает: далёкие галактики Рє РЎ. РЅРµ принадлежат. Диаметр РЎ. оценивается РІ 20-30 РњРїСЃ,что значительно больше диаметра обычных скоплений галактик. Число галактик РІ РЎ. составляет РјРЅРѕРіРѕ тысяч. РћС‚ обычных скоплений галактик РЎ. отличается также сильной сплюснутостью формы. Плоскость, проходящую через РєСЂСѓРі концентрации, можно считать плоскостью симметрии сверхсистемы. Концентрацию Рє этой плоскости обнаруживают РЅРµ только оптически наблюдаемые галактики, РЅРѕ Рё радиогалактики.Приблизительно РІ центральной области РЎ. расположено скопление галактик созвездия Девы. Наша Галактика вместе СЃ Местной РіСЂСѓРїРїРѕР№ галактик также, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, РІС…РѕРґРёС‚ РІ состав РЎ., РЅРѕ расположена РЅР° её периферии. Р’РѕРїСЂРѕСЃ Рѕ том, является ли РЎ. устойчивым или временным образованием, РїРѕРєР° (1976) РЅРµ решен.

  Лит.:Агекян Т. А., Звёзды, галактики, метагалактика, М., 1966.

  Т. А. Агекян.

Сверхгиганты

Сверхгига'нтыв астрономии, массивные звёзды самой высокой светимости, абсолютная звёздная величина некоторых из них достигает -7 и -8. Среди С. встречаются звёзды, относящиеся к различным спектральным классам. Диаметры холодных (красных) С. ( Бетельгейзе,красный компонент VV Цефея) превосходят солнечный в сотни и тысячи раз, горячие ( Ригель ) -в двадцать - тридцать раз. Общая доля С. среди звёзд мала; они встречаются в звёздных ассоциациях и молодых рассеянных скоплениях, часто являются компонентами двойных систем. У многих С. наблюдаются истечение вещества с поверхности и др. признаки неустойчивости. Всё это делает их особенно интересными объектами для разработки теории звёздной эволюции.

Сверхглубокое бурение

Сверхглубо'кое буре'ние,бурение скважин на глубины 6000 ми более в целях изучения земной коры и верхней мантии, а также для выявления залежей полезных ископаемых. Термин «С. б.» появился в литературе в 50-х гг. 20 в.; до начала 60-х гг. употреблялся для обозначения процесса бурения скважин глубиной не менее 4500 м.В 70-х гг. С. б. ведётся в соответствии с международным «Геодинамическим проектом», предусматривающим получение прямых данных о вещественном составе, физических свойствах нижних слоев литосферы, а также выяснение их строения, происхождения и развития. С. б. позволяет определять возраст геохимических и геофизических характеристик слагающих литосферу горных пород, изучать газовые и жидкие эманации, имеющие глубинное происхождение, а также устанавливать геологическую природу физических полей, границ и слоев, температурного режима недр и их теплового излучения.

  С помощью С. б. оцениваются перспективы нефтегазоносности глубоких осадочных бассейнов, ведутся поиски, разведка и последующая эксплуатация залежей нефти и газа. Предполагается использовать С. б. для изучения строения очагов землетрясений.

  К 1974 в мире пройдено свыше 400 сверхглубоких скважин, в том числе: на суше - № 1 Берта-Роджерс, 9583 м;Бейден-Юнит, 9160 м(обе - штат Оклахома, США); № 1 - Шевченково, 7024 м(Западная Украина, СССР); Аралсорская, 6806 м(Прикаспийская низменность, СССР). Проектируются скважины С. б. на суше глубиной до 15 000 м(например, на Балтийском щите, на территории СССР) и в океане (при глубине водной толщи несколько км) -проект «Мохол» (США).

  С. б. осуществляется роторным способом (за рубежом), турбинным или сочетанием этих способов (СССР). Основные трудности обусловлены главным образом высокими значениями температур и давлений на больших глубинах, повышенной массой бурильных и обсадных труб в скважине. Процесс С. б. совершенствуется за счёт использования термостойких породоразрушающих инструментов и промывочных агентов, управления давлениями в скважине, повышения прочности и надёжности бурильных труб и др. См. также Бурение, Опорное бурение, Параметрическое бурение.

  Ю. Г. Апанович, А. В. Орлов.

Сверхдальнее распространение звука

Сверхда'льнее распростране'ние зву'ка,распространение звуковых колебаний в морях и океанах на большие расстояния (порядка тысяч км) ,обусловленное наличием т. н. подводного звукового канала. С. р. з. было независимо открыто и исследовано американскими учёными (М. �вингоми Д. Вроцелем, 1944) и советскими учёными (Л. М. Бреховских, Л. Д. Розенбергом, Б. �. Карповым и Н. �. Сигачёвым, 1946; Государственная премия СССР, 1951). См. Гидроакустика.

Сверхдлинные волны

Сверхдли'нные во'лны(мириаметровые), радиоволны,с длиной волны l > 10 км(частота < 30 кгц) .Для С. в. l сравнима с расстоянием от поверхности Земли до ионосферы,поэтому они могут распространяться по сферическому волноводу Земля - ионосфера на очень большие расстояния с незначительным ослаблением ( атмосферный волновод ) .С. в. используются в наземных навигационных системах. При определённых условиях С. в. могут просачиваться через ионосферу вдоль силовых линий магнитного поля Земли и возвращаться в магнитосопряжённую точку на другом полушарии (см. Атмосферики ) .С. в. распространяются в земной коре и водах морей и океанов, так как коэффициент поглощения в проводящих средах уменьшается с уменьшением частоты. В связи с этим С. в. используются в системах подземной радиосвязи и подводной радиосвязи (см. Распространение радиоволн ) .

Сверхдоминирование

Сверхдомини'рование,сверхдоминантность (генетическая), лучшая приспособленность и более высокая селективная ценность (отборное преимущество) гетерозигот от моногибридного скрещивания (например, Аа) по сравнению с обоими типами гомозигот (АА и аа) (см. также Доминантность, Рецессивность) .С. можно определить также как гетерозис,возникающий при моногибридном скрещивании. Наиболее известный пример С. - взаимоотношения между нормальным (S) и мутантным (s) аллелями гена, контролирующего структуру гемоглобина у человека. Люди, гомозиготные по мутантной аллели (ss), страдают тяжёлым заболеванием крови - серповидноклеточной анемией,от которого они гибнут обычно в детском возрасте (эритроциты больного имеют серповидную форму и содержат гемоглобин, структура которого незначительно изменена в результате мутации).