Формування еліптичної діаграми спрямованості секторіальної рупорної антени для потокового опромінення електромагнітним полем насіння цукрового буряка

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.273972

Ключові слова:

низькоенергетичне електромагнітне випромінювання, випромінювач електромагнітного поля, рупорна антена, Н-секторіальна антенна, діаграма спрямованості, насіння цукрового буряка, передпосівна обробка

Анотація

Об’єктом дослідження є процес формування еліптичної діаграми спрямованості Н-секторіальної рупорної антени для потокового опромінення електромагнітним полем насіння.

Представлено випромінювач електромагнітної енергії, як одим із основних елементів установок для опромінення насіння електромагнітним полем перед посівом. Дослідження його параметрів проведено з урахуванням значень біотропних параметрів низькоенергетичного електромагнітного поля за умов потокового обробітку.

Наведено дослідження параметрів Н-секторіального рупорного випромінювача для опромінення низькоенергетичним електромагнітним полем насіння цукрового буряку з частотою 73…75 ГГц в безперервному потоці. Так, слід використовувати Н-секторіальний рупорний випромінювач з параметрами: ширина розкриву aр=20 мм; довжина рупору RН=35 мм; b=1,8 мм. Визначено, щo для опромінення насіння цукрового буряку на площині транспортера щільністю потоку потужності P=100 мкВт/см2 необхідно над транспортером на висоті 1200 мм розташувати два рупора на відстані один від одного 1270 мм. Перевірено, що обробка насіння цукрового буряку електромагнітним випромінюванням в безперервному потоці з продуктивністю 300 кг/год можлива з потужністю до 2 Вт, що підведена до двох рупорних антен, швидкість руху транспортеру 15 см/с.

Дослідження параметрів секторіального рупору для еліптичної діаграми спрямованості проводилось розподілом основного завдання на внутрішнє та зовнішнє.

За результатами досліджень можливе створення бази з пресетів геометричних розмірів для налаштування установок під різні типи насіння, бажаної продуктивності, конструкційних особливостей установок, наявних випромінювачів

Біографії авторів

Наталія Геннадіївна Косуліна, Державний біотехнологічний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра електромеханіки, робототехніки, біомедичної інженерії та електротехніки

Максим Сергійович Cорокін, Державний біотехнологічний університет

Доктор философии

Кафедра електромеханіки, робототехніки, біомедичної інженерії та електротехніки

Юрий Миколайович Хандола, Державний біотехнологічний університет

Доктор философии

Кафедра електромеханіки, робототехніки, біомедичної інженерії та електротехніки

Станіслав Валерійович Косулін, Харківська медична академія післядипломної освіти

Доктор філософії

Кафедра онкологічної хірургії, променевої терапії та паліативної допомоги

Костянтин Сергійович Коршунов, Державний біотехнологічний університет

Аспірант

Кафедра електромеханіки, робототехніки, біомедичної інженерії та електротехніки

Посилання

  1. Huyghe, C., Desprez, B., Laudinat, V. (2020). Sugar beet. Quae. doi: https://doi.org/10.35690/978-2-7592-3185-0
  2. Hruzynska, I., Smahina, A., Airapetov, M., Zhyhadlo, V. (2018). Zelena knyha "Rehuliuvannia rynku tsukru". Ofis efektyvnoho rehuliuvannia. Available at: https://issuu.com/office_brdo/docs/_______________________?utm_medium=referral&utm_source=regulation.gov.ua
  3. Abbott, G. C. (2020). Sugar. Routledge, 414. doi: https://doi.org/10.4324/9781003292203
  4. Fyliuk, G., Sytenko, D. (2014). Causes of crisis situation in Ukraine sugar industry enterprises and their solutions. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Economics, 158, 6–11. Available at: http://bulletin-econom.univ.kiev.ua/wp-content/uploads/2015/11/158_6-11.pdf
  5. Smit, A. B., Jongeneel, R. A., Prins, H., Jager, J. H., Hennen, W. H. G. J. (2017). Impact of coupled EU support for sugar beet growing: more production, lower prices. Wageningen Economic Research. doi: https://doi.org/10.18174/430039
  6. Mitchell, D. (2004). Sugar Policies: Opportunity for Change. Washington.
  7. Kosulina, N. G., Cherenkov, A. D. (2008). Low-energy electromagnetic technologies are in plantgrower. Svitlotekhnika ta elektroenerhetyka, 4, 80–85. Available at: http://eprints.kname.edu.ua/8430/1/80-85.pdf
  8. Chernaya, M. A., Kosulina, N. G., Avrunin, O. G. (2013). Analiz problem predposevnoy obrabotki semyan na osnove elektromagnitnykh tekhnologiy. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva im. Petra Vasylenka, 141, 93–94.
  9. Tanaś, J., Cherenkov, A. D., Kosulina, N. G., Yaroslavskyy, Y. I., Titova, N. V., Aizhanova, A. (2018). Justification of the electromagnetic impulse method destruction of insect pests in gardens. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018. doi: https://doi.org/10.1117/12.2501665
  10. Mуkhaylova, L., Ryd, A., Potapski, P., Kosulina, N., Cherenkov, A. (2018). Determining the electromagnetic field parameters to kill flies at livestock facilities. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (5 (94)), 53–60. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.137600
  11. Kosulina, N., Kosulin, S. (2022). Determination of biotropic parameters of a pulsed electric field for increasing i mmunoglobulins in cow coloster. Sciences of Europe, 103, 90–93.
  12. Kosulina, N., Kosulin, S. (2022). Аpplication of low-energy radio-wave emissions in medicine and animal husbandry. The scientific heritage, 99, 22–25. Available at: https://ru.calameo.com/read/00505976992f912ada90e
  13. Uğurlu, B. T. (2022). On the wave nature of particles. Physics Essays, 35 (2), 171–174. doi: https://doi.org/10.4006/0836-1398-35.2.171
  14. Rossing, T. D., Chiaverina, C. J. (2019). The Wave Nature of Light. Light Science, 25–49. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-27103-9_2
  15. Kuchin, L. F., Cherenkov, A. D., Kosulina, N. G. (2002). Znachenie strukturnoy organizatsii bioobektov pri vzaimodeystvii s nizkoenergeticheskimi polyarizovannymi elektromagnitnymi polyami. Pratsi. Tavriyska derzhavna ahrotekhnichna akademiya, 6, 26–29.
  16. Kosulina, N. H. (2003). Vykorystannia mikrokhvylovykh tekhnolohiy u silskomu hospodarstvi. Pratsi. Tavriyska derzhavna ahrotekhnichna akademiya, 15, 141–148.
  17. Cherenkov, A. D., Kosulina, N. G. (2005). Primenenie informatsionnykh elektromagnitnykh poley v tekhnologicheskikh protsessakh sel'skogo khozyaystva. Svitlotekhnika ta elektroenerhetyka, 5, 77–80.
  18. Kosulina, N. H., Cherenkov, O. D. (2005). Doslidzhennia vplyvu elektromahnitnoho polia na nasinnia soi. Visnyk Kharkivskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva, 37 (1), 152–160.
  19. Kosulina, N. G. (2006). Opredelenie diapazona izmeneniy parametrov elektromagnitnogo polya, vozdeystvuyuschikh na semena soi. Tavriyska derzhavna ahrotekhnichna akademiya. Pratsi, 35, 102–105.
  20. Popriadukhin, V., Popova, I., Kosulina, N., Cherenkov, A., Chorna, M. (2017). Analysis of the electromagnetic field of multilayered biological objects for their irradiation in a waveguide system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (90)), 58–65. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.118159
  21. Konstantinov, I. S., Mamatov, A. V., Sapryka, V. A., Sapryka, A. V., Kosulina, N. G. (2015). Theoretical analysis of electromagnetic field electric tension distribution in the seeds of cereals. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 6 (6), 1686–1694.
  22. Olenyuk, A. A. (2013). Calculation of EMF resonance frequency for presowing processing of sugar beet seeds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (9 (61)), 13–16. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/9494
  23. Olenyuk, A. A. (2012). Opredelenie rezonansnoy chastoty EMP dlya vozdeystviya na semena sfericheskoy formy. Visnyk natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 66 (972), 173–177.
  24. Cherenkov, A. D., Kosulina, N. G., Sereda, A. I. (2004). Analiz rozpodilu elektromahnitnoho polia formovanoho antennymy prystroiamy dlia vplyvu na biolohichni obiekty. Visnyk Kharkivskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva, 27 (1), 238–245.
  25. Josefsson, L., Rengarajan, S. (Eds.) (2018). Slotted waveguide array antennas: theory, analysis and design. The Institution of Engineering and Technology, 400.
  26. Yang, F., Rahmat-Samii, Y. (2008). Surface wave antennas. Electromagnetic Band Gap Structures in Antenna Engineering, 203–237. doi: https://doi.org/10.1017/cbo9780511754531.008
  27. Kobayashi, H. (2020). Horn Antenna. Analyzing the Physics of Radio Telescopes and Radio Astronomy, 144–177. doi: https://doi.org/10.4018/978-1-7998-2381-0.ch008
  28. Kosulina, N. G., Korshunov, K. S. (2021). Calculation of a specialized antenna for biological research. Engineering of nature management, 22, 99–103. Available at: https://repo.btu.kharkov.ua/bitstream/123456789/1211/1/16.pdf
  29. Volakis, J. L. (2019). Antenna engineering handbook. McGraw Hill, 1424.
  30. Waterhouse, R. B. (2005). Traveling Wave Antennas. Encyclopedia of RF and Microwave Engineering. doi: https://doi.org/10.1002/0471654507.eme466
  31. Chand, R. K., Raghavendra, M. V., Sathyavathi, K. (2013). Radiation Analysis and Design of Pyramidal Horn Antenna. International Journal Of Engineering Research & Technology (IJERT), 2 (10). Available at: https://www.ijert.org/research/radiation-analysis-and-design-of-pyramidal-horn-antenna-IJERTV2IS100033.pdf
  32. Hirokawa, J., Zhang, M. (2015). Waveguide Slot Array Antennas. Handbook of Antenna Technologies, 1–21. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-4560-75-7_51-1
  33. Balanis, C. A. (2016). Antenna Theory: Analysis and Design. Hoboken. John Wiley and Sons, 1104.
  34. Kildal, P.-S. (2015). Foundations of antenna engineering: a unified approach for line-of-sight and multipath. Artech.
  35. Olver, A. D. (1992). Microwave and Optical Transmission. Wiley, 400.
  36. Kong, J. A. (1994). Electromagnetic Wave Theory. Wiley.
  37. Towne, D. H. (1998). Wave Phenomena. Dover Publications.
  38. Elmore, W. C., Heald, M. A. (1995). Physics of Waves. Dover Publications.
  39. Wieglhofer, W. S., Lakhtakia, A. (Eds.) (2003). Introduction to Complex Mediums for Optics and Electromagnetics. SPIE. doi: https://doi.org/10.1117/3.504610
  40. Yanke, E. (1994). Spetsial'nye funktsii (Formuly, grafiki, tablitsy). Kyiv: Naukova dumka, 344.
  41. Dass, H. K. (2007). Advanced Engineering Mathematics. ‎S Chand & Co Ltd, 1136.
  42. Godon Webster, A. (2016). Partial Differential Equations of Mathematical Physics. Dover Publications, 464.
  43. Riley, K. F., Hobson, M., P. Bence, S. J. (2012). Mathematical Methods for Physics and Engineering. Cambridge University Press, 1333. doi: https://doi.org/10.1017/cbo9781139164979
  44. Freeden, W., Gutting, M. (2013). Special Functions of Mathematical (Geo-)Physics. Springer, 501. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-0348-0563-6
  45. Kalinin, L. H., Moiseev, V. F., Malinovskyi, V. V. (2006). Pat. No. 19550 UA. Microwave device for presowing seed treatment. No. u200607446; declareted: 04.07.2006; published: 15.12.2006. Available at: https://uapatents.com/2-19550-mikrokhvilovijj-pristrijj-peredposivno-obrobki-nasinnya.html
  46. Dziuba, V. P., Kalinin, L. H., Tuchnyi, V. P., Tokovenko, O. M. (2003). Pat. No. 53954 UA. Microwave device for presowing seed treatment. No. 2002032451; declareted: 28.03.2002; published: 17.02.2003. Available at: https://uapatents.com/2-53954-mikrokhvilovijj-pristrijj-doposivno-obrobki-nasinnya.html
  47. Sydoruk, Y. K. (2011). Pat. No. 65629 UA. Microwave device for presowing seed treatment, drying grain and other loose materials. No. u201106351; declareted: 20.05.2011; published: 12.12.2011. Available at: https://uapatents.com/4-65629-mikrokhvilovijj-pristrijj-dlya-peredposivno-obrobki-nasinnya-sushinnya-zerna-ta-inshikh-sipuchikh-materialiv.html
Формування еліптичної діаграми спрямованості секторіальної рупорної антени для потокового опромінення електромагнітним полем насіння цукрового буряка

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-02-28

Як цитувати

Косуліна, Н. Г., Cорокін М. С., Хандола, Ю. М., Косулін, С. В., & Коршунов, К. С. (2023). Формування еліптичної діаграми спрямованості секторіальної рупорної антени для потокового опромінення електромагнітним полем насіння цукрового буряка. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(5 (121), 26–37. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.273972

Номер

Том 1 № 5 (121) (2023): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Natalia Kosulina, Maksym Sorokin, Yuri Handola, Stanislav Kosulin, Kostiantyn Korshunov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.