Научные направления
Формирование сильноточных электронных пучков
Генерация мощного микроволнового излучения
Электродинамика сверхширокополосного излучения и радиолокация
|
Заведующий лабораториейБАЛЗОВСКИЙ
кандидат физико-математических наук
|
Лаборатория была создана в 1977 г., в настоящее время в её составе работает 15 человек, включая 2 докторов и 2 кандидатов наук. Руководитель лаборатории – кандидат физико-математических наук Балзовский Евгений Владимирович (на фотографии), доцент кафедры радиофизики ТГУ. Лаборатория работает в тесном содружестве с ТГУ, несколько выпускников в разное время трудоустроены и ведут самостоятельную научную работу. Основные научные направления, развиваемые в лаборатории: электродинамика сверхширокополосного излучения и формирование сильноточных электронных пучков.
Сверхширокополосные (СШП) импульсные радиосистемы используются в таких областях как воздействие электромагнитных импульсов на объекты и среды, в том числе биологические, радиолокация и связь. Генерация СШП излучения происходит за счет преобразования энергии коротких электрических импульсов в электромагнитное поле с помощью антенн, а для управления характеристиками СШП излучения (диаграмма направленности, поляризация, спектр излучения) используются антенные решетки. На основе комбинированных антенн разработаны решетки, излучающие импульсами длительностью от 0.3 до 3 наносекунд. В лаборатории созданы излучающие установки с параметрами мирового уровня: получены импульсы СШП излучения гигаваттного уровня мощности с мультимегавольтным эффективным потенциалом. В лаборатории ведутся исследования по синтезу излучения с целью расширения спектра, разрабатываются гибридные антенны на основе офсетных отражателей, решеток спиральных антенн для получения излучения с эллиптической поляризацией. Результаты исследований обобщены в монографиях [1, 2].
Широкоапертурные электронные пучки применяются для накачки рабочей среды мощных газовых лазеров, генерации импульсов СВЧ и рентгеновского излучения и решения технологических задач в плазмохимии, газоочистке, отверждении покрытий. Для получения пучков в лаборатории используются вакуумные камеры – диоды со взрывоэмиссионными катодами и плазменными анодами с питанием от высоковольтных генераторов Маркса и формирующих линий. Вывод электронных пучков в атмосферу или газ осуществляется через закрытые металлической фольгой выводные окна.
Применение взрывоэмиссионных катодов обеспечивает получение электронных пучков с высокими значениями токов и плотности тока. Лаборатория имеет значительный опыт разработки мощных электронных диодов с энергией электронов до 600 кэВ, током пучка до 600 кА микросекундной длительности, получены пучки с рекордным поперечным сечением до 3 м2 для задач накачки эксимерных лазеров [3]. Разрабатываются способы уменьшения влияния собственного магнитного поля пучка на формирование протяженных радиально-сходящихся электронных пучков путем секционирования диода на магнитоэкранированные, а также применения стержневых обратных токопроводов. На основе генератора Маркса с вакуумной изоляцией разработан мощный электронный источник с ускоряющим напряжением до 400 кВ, током пучка 5-15 кА длительностью 1.5-3 мкс с плазменным анодом [4]. В настоящее время ведутся исследования применения плазменного анода для увеличения тока пучка в электронном источнике с питанием от генератора Маркса с прямоугольной формой импульса выходного напряжения величиной до 250 кВ и выводом электронного пучка в атмосферу.
При выполнении научно-исследовательской работы студент освоит компьютерные программы для моделирования антенн и СВЧ устройств, примет участие в разработке конструкций генераторов, антенн и решеток на основе численного моделирования. Планируется участие студента в экспериментальных исследованиях. Бакалаврская работа будет базой для выполнения магистерской диссертации.
Возможные исследовательские темы для студентов
- Моделирование сверхширокополосной спиральной антенны в программе OpenEMS
- Исследование открытой ТЕМ-линии для тестирования приемных СШП антенн
- Исследование источника с плазменным анодом и выводом энергии электронного пучка в атмосферу
Значимые публикации
- Беличенко В.П., Буянов Ю.И., Кошелев В.И. Сверхширокополосные импульсные радиосистемы / Новосибирск: Наука, 2015. – 483 с.
- Koshelev V.I., Buyanov Yu.I., Belichenko V.P. Ultrawideband Short-Pulse Radio Systems / Boston, London: Artech House, 2017.– 432 p.
- Abdullin E.N, Ivanov N.G., Losev V.F., and A.V. Morozov. Generation of a large cross-section electron beam in the vacuum diode with rod current returns// Laser and Particle Beams. – 2013. – V. 31. – P. 697 – 702. DOI: 10.1017/S026303461300075X
- Абдуллин Э.Н., Басов Г.Ф. Получение мощных электронных пучков в источнике с плазменным анодом и питанием от генератора Маркса с согласованными нагрузками // Известия вузов. Физика. – 2019. – № 11. – С. 156 – 160. DOI: 10.17223/00213411/62/11/156
Фотогалерея
июль 2002 г.
Кошелев Владимир Ильич, ~ 1980 г.
Кошелев В.И. и Месяц Г.А. 1976 г.
1988 г.
