„Vircator“ – Versionsunterschied
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Ein '''Vircator''' ist eine spezielle [[Elektronenröhre]] zur Erzeugung kurzer, sehr leistungsstarker [[Mikrowelle]]nimpulse. Die Bezeichnung stellt ein [[Kofferwort]] für {{EnS|''VIRtual CAthode oscillaTOR''}}, dt. etwa ''virtueller Kathodenoszillator'', dar. Der Einsatzbereich eines Vircators ist primär die [[elektronische Kampfführung]] im Bereich der [[Elektronische Gegenmaßnahmen|elektronischen Gegenmaßnahmen]] (ECM) um mittels intensiver Mikrowellenimpulse in Form eines [[Elektromagnetischer Puls|elektromagnetischen Puls]] (EMP) elektronische Geräte wie beispielsweise [[Radar]]anlagen oder [[Funkanlage]]n zu stören bzw. dauerhaft funktionsunfähig zu machen.<ref name="rad1"/> |
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Ein Vircator kann prinzipiell auch für wiederholende Impulserzeugungen verwendet werden, wie dies in Laboraufbauten üblich ist - bei dem primären Einsatz als Waffensystem muss der Vircator in die Nähe des zu beeinträchtigten Objektes wie eine Radar- oder Funkanlage gebracht werden, da die Reichweite des Störimpulses auf einige 100 m bis wenige km beschränkt ist. Bei den im militärischen Anwendungsbereich als Trägersystem eingesetzten [[Lenkflugkörper]]n als Trägersystem ist es notwendig die hohe elektrische Impulsleistung direkt im Flugkörper zu erzeugen. Dazu wird ein [[Flusskompressionsgenerator]] eingesetzt, welcher durch die Kompression eines [[Magnetfeld]]es auf engen Raum einmalig eine hohe Impulsleistung durch eine gezielte Detonation von herkömmlichem Sprengstoff abgeben kann. Die Energie wird dabei aus dem Detonationsvorgang eines chemischen Sprengstoffes gewonnen. Durch ein Koppelnetzwerk bzw. Pulsformungsnetzwerk wird die elektrische Energie des Flusskompressionsgenerators für den Vircator so angepasst, dass damit für die Dauer einiger 100 ns bis wenige µs ein intensiver Mikrowellenimpuls (EMP) an die Umgebung abgegeben werden kann. Durch die Detonation des Flusskompressionsgenerators kommt es in Folge nach Abgabe des Störimpulses zur Zerstörung des Lenkflugkörpers und des Vircators.<ref name="magn1"/> |
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Version vom 9. März 2015, 20:49 Uhr
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Ein Vircator ist eine spezielle Elektronenröhre zur Erzeugung kurzer, sehr leistungsstarker Mikrowellenimpulse. Die Bezeichnung stellt ein Kofferwort für englisch VIRtual CAthode oscillaTOR, dt. etwa virtueller Kathodenoszillator, dar. Der Einsatzbereich eines Vircators ist primär die elektronische Kampfführung im Bereich der elektronischen Gegenmaßnahmen (ECM) um mittels intensiver Mikrowellenimpulse in Form eines elektromagnetischen Puls (EMP) elektronische Geräte wie beispielsweise Radaranlagen oder Funkanlagen zu stören bzw. dauerhaft funktionsunfähig zu machen.[1]
Aufbau
Ein Vircator besteht, wie in nebenstehender vereinfachter Abbildung dargestellt, aus einem evakuierten Rohr, welches in der Form und Geometrie einen Hohlraumresonator darstellt. Auf der linken Seite ist eine massive, nicht beheizte Kathode und mittig eine aus dünner Metallgittern bestehende Anode eingelassen. Bei Anlegen eines Hochspannungsimpulses, gewonnen aus einem Impulsgenerator wie dem Blumlein-Generator oder dem Marx-Generator, werden Elektronen aus der Kathode emittiert und zur Anode hin beschleunigt. Durch die Ausführung der Anode als dünnes Metallgitter und die hohe Intensität des Elektronenstroms fliegt ein Grossteil der Elektronen an der Anode vorbei und bildet in dem Raumbereich hinter der Anode eine Raumladungswolke, auch als virtuelle Kathode bezeichnet. Bei entsprechend hohen Stromstärken und Wahl der mechanischen Geometrie des Hohlraumresonators kommt es durch die Bewegung der Ladungsträger in dieser Raumladungswolke zur Ausbildung einer elektromagnetischen Welle welche aus dem Resonator ausgekoppelt und mittels einen angeschlossenen Hohlleiters gezielt weitergeleiter und über eine Antennenkonstruktion als intensive Stosswelle abgestrahlt wird.
Die von einem Vircator abgestrahlte Impulsleistung beträgt ja nach Röhrentyp einige 100 kW bis in dem Bereich von runden 40 GW. Der an der Röhre kurzzeitig anliegende Gleichspannungsimpuls ist je nach Röhrentyp verschieden und liegt bei bis zu einigen 100 kV, bei kurzzeitigen Impulsströmen im Bereich einiger kA. Die Impulsdauer liegt im Bereich von einigen 100 ns bis zu einigen µs. Das Maximum der abgestrahlte Frequenz richtet sich nach räumlichen Gestaltung des Hohlraumsresonators wie dem Abstand zwischen der Kathode und Anode und liegt in der Größenordnung im Bereich um 1 GHz bis zu 10 GHz.[1]
Ein Vircator kann prinzipiell auch für wiederholende Impulserzeugungen verwendet werden, wie dies in Laboraufbauten üblich ist - bei dem primären Einsatz als Waffensystem muss der Vircator in die Nähe des zu beeinträchtigten Objektes wie eine Radar- oder Funkanlage gebracht werden, da die Reichweite des Störimpulses auf einige 100 m bis wenige km beschränkt ist. Bei den im militärischen Anwendungsbereich als Trägersystem eingesetzten Lenkflugkörpern als Trägersystem ist es notwendig die hohe elektrische Impulsleistung direkt im Flugkörper zu erzeugen. Dazu wird ein Flusskompressionsgenerator eingesetzt, welcher durch die Kompression eines Magnetfeldes auf engen Raum einmalig eine hohe Impulsleistung durch eine gezielte Detonation von herkömmlichem Sprengstoff abgeben kann. Die Energie wird dabei aus dem Detonationsvorgang eines chemischen Sprengstoffes gewonnen. Durch ein Koppelnetzwerk bzw. Pulsformungsnetzwerk wird die elektrische Energie des Flusskompressionsgenerators für den Vircator so angepasst, dass damit für die Dauer einiger 100 ns bis wenige µs ein intensiver Mikrowellenimpuls (EMP) an die Umgebung abgegeben werden kann. Durch die Detonation des Flusskompressionsgenerators kommt es in Folge nach Abgabe des Störimpulses zur Zerstörung des Lenkflugkörpers und des Vircators.[2]
Weblinks
- Vircator. IEEE Global History Network, abgerufen am 6. März 2015.
Einzelnachweise
- ↑ a b Libor Dražan, Roman Vrána: Axial Vircator for Electronic Warfare Applications. Department of Radar, Univerzita obrany, abgerufen am 6. März 2015.
- ↑ L.L. Altgilbers, M.D.J. Brown, I. Grishnaev, B.M. Novac, I.R. Smith, Y. Tkach, I. Tkach: Magnetocumulative Generators (= Shock Wave and High Pressure Phenomena). Springer-Verlag, 2000, ISBN 978-0-387-98786-6, doi:10.1007/978-1-4612-1232-4.
Kategorie:Elektronenröhre Kategorie:Hochfrequenztechnik Kategorie:Elektronische Kampfführung Kategorie:Kofferwort