Объект исследований
Механизмы генерации мощного электромагнитного излучения в электродинамических системах с дисперсией, содержащих твердотельные нелинейные элементы
|
Руководитель подразделенияРОМАНЧЕНКО
доктор физико-математических наук
|
Лаборатория нелинейных электродинамических систем образовалась в 2019 г., как молодежная лаборатория, на базе отдела физической электроники ИСЭ СО РАН. Руководитель подразделения – д.ф.-м.н. Илья Викторович Романченко, выпускник кафедры физики плазмы ТГУ. Средний возраст сотрудников составляет 36 лет. В составе лаборатории есть 2 доктора, 2 кандидата наук и 3 аспиранта.
Объектом исследований являются механизмы генерации мощного электромагнитного излучения в электродинамических системах с дисперсией, содержащих твердотельные нелинейные элементы.
Цель исследований – получение новых фундаментальных знаний о механизмах генерации мощного СВЧ-излучения в электродинамических системах, содержащих твердотельные нелинейные элементы. В качестве основного принципа генерации рассматривается синхронизм ударного фронта электромагнитной волны и возбуждаемых СВЧ колебаний.
Исследование условий для формирования ударного фронта электромагнитной волны твердотельными элементами, такими как ферриты и полупроводниковые замыкающиеся ключи, вместе с разработкой электродинамических систем с дисперсией позволит осуществить эффективную генерацию СВЧ колебаний. Последующая разработка на их основе импульсно-периодических устройств с выводом излучения связана с задачами электромагнитного противодействия.
Сотрудники лаборатории регулярно участвуют в хоздоговорах с российскими организациями, в работах по грантам Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Российского научного фонда (РНФ), участвуют в конкурсах на получения грантов и стипендий различного уровня. Студенты имеют возможность участвовать в научной деятельности коллектива, которая вознаграждается как финансовой поддержкой, так и соавторством в научных публикациях.
Достигнутые научные результаты
- Исследованы коммутационные характеристики высоковольтных полупроводниковых приборов на основе структур Si и GaAs в наносекундном диапазоне времен коммутации.
- Предложена и оптимизирована в численном моделировании и экспериментально проверена концепция генерации мощных СВЧ импульсов в коаксиальной линии с высоковольтными полупроводниковыми приборами, периодически размещенными в разрыв центрального проводника.
- Впервые осуществлено трехмерное моделирование возбуждения высокочастотных колебаний в передающей линии с насыщенным ферритом при протекании по ней высоковольтного наносекундного импульса с помощью электромагнитного кода KARAT. В расчетах воспроизведены полученные экспериментальные результаты и предсказаны новые.
- Предложена, оптимизирована в численном моделировании и экспериментально проверена концепция генерации мощных СВЧ импульсов в коаксиальной линии с ферритом с постоянными магнитами без соленоидов, что позволило улучшить характеристики генерируемого излучения и сделать конструкцию генератора более компактной.
Возможная исследовательская тема для студентов
- Исследование возможностей эффективной генерации СВЧ излучения в диапазоне частот свыше 4 ГГц в передающих линиях с насыщенным ферритом с периодической структурой
Значимые публикации
- P.V. Priputnev, I.V. Romanchenko, and V.V. Rostov, A gyromagnetic pulse transformer for generating nanosecond UHF pulses // Journal of Communications Technology and Electronics. – 2019. – V. 64. – No. 3. –pp. 278-282. https://doi.org/10.1134/S1064226919030161
- I.V. Romanchenko, V.Yu. Konev, V.V. Barmin, P.V. Priputnev, S.N. Maltsev, A nonlinear transmission line based on periodically placed silicon high voltage switches // AIP Advances. – 2020. – V. 10. – No.12. – pp. 125020 (1-4). https://doi.org/10.1063/5.0034106
- И.В. Романченко, В.Ю. Конев, П.В. Припутнев. Способ генерации мощных импульсов СВЧ-излучения наносекундной длительности // Патент на изобретение RU 2753420. – Заявка № 2021106419. – Дата регистрации: 16.08.2021. https://yandex.ru/patents/doc/RU2753420C1_20210816
- Priputnev P.V., Romanchenko I.V., Maltsev S.N., Konev V.Yu., and Tarakanov V.P., RF Pulse Generation in a Gyromagnetic Nonlinear Transmission Line With Periodically Placed Ferrites and Permanent Magnets // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. – 2022. – pp. 1 – 4. https://doi.org/10.1109/LMWC.2021.3138964
