Відділ вакуумної електроніки (№ 16)

image001
Керівник : Анатолій Семенович Тищенко
Зав. відділом №16
кандидат фіз.-мат. наук
старший науковий співробітник
Tel . (+ 38-057)720 33 95
E-mail : astis@ire.kharkov.ua
Senior Member of IEEE

 Портфоліо

Тематика наукових досліджень

  • розробка електровакуумних джерел електромагнітного випромінювання О- та М-типу в діапазоні частот від декількох десятків до тисячі гигагерц із використанням різних механізмів перетворення енергії просторово розвинених електронних потоків у складних електродинамічних структурах;
  • вивчення механізмів генерування електромагнітних сигналів у широкому діапазоні довжин хвиль із використанням явищ, що виникають у слабких електролітах під впливом електричних розрядів;
  • розробка принципів та засобів формування та транспортування інтенсивних електронних потоків для пристроїв вакуумної НВЧ електроніки; створення катодних та електронно-оптичних систем для пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів.

    Історія відділу

    Відділ №16 було засновано у 1991 році як не структурний підрозділ Інституту та називався експериментально-технологічним відділом електровакуумних пристроїв.

    У 2001 році відділ отримав статус структурного, а у зв’язку з розширенням галузі досліджень став називатися відділом вакуумної електроніки.

    Відділ став наступником та концентратором тих напрямків розвитку вакуумної електроніки, які були основними для Інституту на момент його створення. Ці напрямки розвивалися завдяки зусиллям декількох лабораторій, які потім стали відділами.

    Серед таких підрозділів були відділи «НГ – неперервного генерування» (керівник А.Н. Чернець - лауреат Ленінської премії СРСР в галузі науки й техніки), «ШГ - широкодіапазонного генерування» (керівник - Г.Я. Левін, лауреат Ленінської премії СРСР в галузі науки й техніки), «ІГ – імпульсного генерування» (керівник - І.Д. Трутень, лауреат Ленінської премії СІСР в галузі науки й техніки), «ОЗЧ - оптики заряджених часток» (керівник - доктор фіз.-мат. наук, професор М.С. Зінченко).

    Створення відділу та ряд його реорганізацій у процесі розвитку незмінно переслідували одну мету – пошук нових методів та засобів для розробки електровакуумних пристроїв у перспективному з наукової та практичної точки зору міліметровому діапазоні електромагнітних хвиль.

    Основні результати відділу за весь час

    Серед найбільш помітних результатів роботи за означеними напрямками потрібно відзначити такі.

    Отримала подальший розвиток модель клинотрона, що враховує неоднорідність розподілу магнітного поля та дозволяє оптимізувати положення клинотрона в робочому зазорі фокусувальної системи; відповідно до моделі було розроблено клинотрон неперервної дії з широкою смугою робочих частот 340-410 ГГц із максимальною вихідною потужністю 50 мВт [1,2].

    З метою підвищення ефективності електронно-хвильової взаємодії розроблено клинотрон із триступінчастою гребінкою та робочим діапазоном частот від 79 до 106 ГГц. Вихідна потужність пристрою перевищувала 2 Вт, а в діапазоні плавного електронного налаштування частоти від 95,3 до 97,9 ГГц спостерігалася висока стабільність вихідної потужності [3,4].

    image003 image002

    Характеристика та зовнішній вигляд клинотрона безперервної дії на частоту 400 ГГц

    Нові результати отримано під час дослідження режимів роботи мазерів на циклотронному резонансі (МЦР). Показано існування «додаткового» механізму групування електронів у галузі слабо неоднорідного магнітного поля в низьковольтних МЦР. Завдяки цьому механізму вдалося підвищити ефективність взаємодії гвинтового електронного пучка з модами резонатора традиційної геометрії за рекордно низької прискорювальної напруги 2,2 кВ, а також збудити моди типу TE11q для поздовжнього індексу q від 1 до 7, що, в свою чергу, дозволило перестроювати частоту генерованих коливань у діапазоні 8,0 – 9,3 ГГц [5,6].

    Методами чисельного моделювання показано можливість ефективної генерації коливань у гіротронах із дводзеркальним резонатором, конфокальним та планарним. Розрахунки виконано для гіротронів на основному гірорезонансі в діапазоні 75 ГГц з індукцією магнітного поля в області резонатора до 3 Т. У гіротроні з планарним резонатором, утвореним двома пласкими дзеркалами, ефективність одночастотної генерації становила 15%; стрічковий гвинтовий електронний пучок (ГЕП) було сформовано планарною магнетронно-інжекторною гарматою із прискорювальною напругою 12 кВ та струмом 1 А [7]. Ефективність одночастотної генерації для гіротрона з конфокальним резонатором, утвореним двома циліндричними дзеркалами, становила 14% за прискорювальної напруги 5 кВ та струмі стрічкового ГЕП 300 мА. Значення пітч-фактора в обох випадках знаходилися в діапазоні 1 – 1,35 [8].

    image004

    16_im

    Фотографія низьковольтного МЦР та результати траєкторного аналізу стрічкового ГЕП

    із планарною магнетронно-інжекторною гарматою

    Описані вище результати отримані групою науковців під керівництвом д.т.н. Б. П. Єфімова та к.ф.-м.н. О.М. Кулешова.

    Протягом останніх десяти років під керівництвом Б.П. Єфімова проведено цикл робіт з дослідження довготривалих плазмових утворень, що збуджуються електричними розрядами в слабких електролітах. У період з 2008 по 2011 рік ці дослідження здійснювалися в рамках двох регулярних проектів, виконуваних під егідою УНТЦ за фінансової підтримки уряду Канади. Основні наукові результати за цим напрямком такі:

    • електричні режими збудження довготривалих плазмоїдів із часом існування до 0,4 с у повітрі було експериментально досліджено; методами швидкісної зйомки, радіолокаційного та спектрального аналізу були отримані оцінки концентрації часток у плазмоїді, динаміки його існування та спектральний склад випромінювання [9];
    • розроблено методику допплерівської локації із використанням триканального локатора для вивчення динаміки довготривалого плазмоїда, яку було реалізовано в експериментальній установці та випробувано на стратифікованому позитивному стовбурі тліючого розряду [10];
    • розроблено та реалізовано експериментальну установку для підпалювання мікрохвильової плазми на кінці однопроводової лінії, що дозволило суттєво полегшити відпрацювання методик дослідження довготривалої плазми; досліджено режими роботи однопроводової лінії передачі електромагнітної енергії у міліметровому та субміліметровому діапазонах [11,12];
    • запропоновано модель для описування динаміки довготривалого плазмоїда на основі збудження комплексних електромагнітних хвиль у шаруватих періодичних середовищах, яка отримала підтвердження в ході експериментального дослідження розподілу хвиль щільності води в умовах електричного розряду та зародження плазмоїда [13].

    Починаючи з 2007 року проводяться роботи зі створення релятивістського імпульсного магнетрона на довжину хвилі 8 мм. Це перша спроба створення подібного пристрою в міліметровому діапазоні, і вона здійснюється спільно з фахівцями Інституту плазмової електроніка та нових методів прискорення ННЦ «ХФТІ» із використанням їхнього високовольтного обладнання.

    Науковцями відділу розраховано параметри резонаторної системи та простору взаємодії магнетрона, що дозволяють реалізувати режим взаємодії з просторовою гармонікою зі всіма пов’язаними з цим позитивними наслідками. Запропоновано спосіб та виготовлено пристрій для вимірювання довжини хвилі випромінювання магнетрона (н.с. С.М. Терьохін).

    Проведені експерименти загалом підтвердили правильність вибраних рішень. Наразі тривають роботи з модернізації експериментального устаткування, оптимізується електродинамічна система магнетрона з метою підвищення ККД та отримання максимально можливої потужності випромінювання (до 1 МВт) [14].

    Пристрій має перспективи знайти застосування в якості дистанційного формувача електричного поля заданої напруги. Мета таких досліджень – визначити поріг стійкості радіоелектронної апаратури (та інших об’єктів) до впливу електромагнітного випромінювання в різних областях спектра як штучного, та і природного походження (приміром, грозові розряди). Такі дослідження здавна проводилися у довгохвильових діапазонах, а просування до короткохвильових гальмується через відсутність відповідних джерел.

    Теоретичні дослідження динаміки заряджених пучків та їхньої взаємодії з електромагнітними хвилями в сучасних потужних помірно релятивістських пристроях НВЧ проводилися у відділі групою вчених під керівництвом к.ф.-м.н. К.В. Ільєнко.

    Вперше побудовано аналітичний опис динаміки електронів у полі накачування гібридного лазера/мазера на вільних електронах (ЛВЕ/МВЕ), що є дійсним для всіх можливих значень провідного магнітного поля та, з його допомогою, вперше дано аналітичний критерій хаотизації динаміки часток пучка в гібридних ЛВЕ/МВЕ [15]. Запропоновано режим «оптимального» перевищення точного магніторезонансу, що відкриває можливість забезпечення високого ККД планарного гібридного ЛВЕ/МВЕ-підсилювача із регулярним хвилеводом за помірних значень амплітуди поперечного знакозмінного магнітостатичного поля ондулятора. Побудовано стаціонарну тривимірну нелінійну теорію ЛВЕ/МВЕ-підсилювача, що послідовно враховує як вихрову компоненту квазіелектростатичного, так і квазімагнітостатичне поля просторового заряду (не розповсюджувану, закритичну компоненту збуджуваного зарядженим пучком ЕМ поля). Встановлено, що вихрова компонента поля просторового заряду послаблює дефокусуючий вплив потенційної компоненти на групування в пучку [16]. Показано, що за використання методів еволюційної оптимізації можливо втричі збільшити ККД хвилеводних помірно релятивістських ЛВЕ/МВЕ-підсилювачів [17]. Запропоновано процедуру побудування рішень рівняння Максвела в дарвінівському наближенні для (кругової) циліндричної ідеально проводильної камери дрейфу. Знайдено власні квазістатичні електричне (із вихровою поправкою) та магнітне поля, що створюються довільними щільностями заряду та струму, які задовольняють рівнянню неперервності. Вивчено питання покращення збіжності отриманих виразів для полів на прикладі потенційної складової квазіелектростатичного поля та запропоновано узагальнення на випадок обмежених у поздовжньому напрямку камер дрейфу [18]. Побудовано аналітичні оцінки для критичного струму замагниченого кільцевого пучка заряджених часток у необмеженій у поздовжньому напрямку коаксіальній камері дрейфу за наявності діелектричної вставки кінцевої товщини, яка безпосередньо прилягає до зовнішнього провідника коаксіалу, а також аналітичну оцінку різниці потенціалів між внутрішнім та зовнішнім провідниками коаксіалу [19]. Запропоновано новий спосіб описання статичної складової потенційного електричного поля просторового заряду пучка заряджених часток, що розповсюджується в необмеженому в поздовжньому напрямку регулярному однозв’язному хвилеводі, що подібне до підходу Кісунько-Вайнштейна [20].

    Вчені відділу першими знайшли обґрунтування фізики процесів у магнетронах з «харківським» режимом роботи  (керівник к.ф.-м.н. В.Д. Єрьомка). Теоретичними та експериментальними методами доведено, що основний вклад до ефективного енергообміну з електромагнітними хвилями у схрещених статичних електричному та магнітному полях у магнетронах терагерцового діапазону з «харківським» режимом роботи належить  електронно-хвильовій взаємодії в режимі дрейфово-орбітальних резонансів [21, 22]. Застосування нової аналітичної моделі, випробуваної із використанням тривимірних числових моделей, суттєво полегшує процеси розрахунку параметрів та конструювання імпульсних магнетронів у терагерцовій області спектра, зокрема, доведено можливість реалізації імпульсних магнетронів субміліметрового діапазону із потужністю вихідного сигналу в декілька сотень Ватт.

    Серед нових досягнень вчених та інженерів відділу протягом останніх років варто згадати розробку субміліметрового клинотронного комплексу із високостабільним електромагнітним випромінюванням та рівнем вихідної потужності понад 40 мВт. Також розроблено та створено низьковольтний мазер на циклотронному резонансі із використанням нового принципу групування електронного потоку та устаткування мікрохвильового підпалювання плазми.

    Вперше на базі двокаскадного клинотрона розроблено помножувач частоти субміліметрового діапазону. У першому каскаді пристрою генерується сигнал 3-мм діапазону, а в другому відбувається трикратне помноження частоти. Під час експериментальних досліджень виявлено порівняно низьковольтні режими роботи помножувача з напруженістю магнітного поля в 2-3 раз меншою, ніж у звичайних клинотронів субміліметрового діапазону. На довжині хвилі 0,93 мм вихідна потужність помножувача досягала 10 мВт із електронним налаштуванням частоти у смузі 365 МГц. У поєднанні з «клинотронним ефектом» запропонована схема помножувача частоти відкриває перспективу успішного освоєння терагерцового діапазону. Пристрій не має аналогів  серед приладів подібного класу (розробник к.ф.-м.н. М.В. Мільчо).

    Отримано патенти України на винаходження нових генераторів електромагнітного випромінювання терагерцового діапазону з просторово розвиненим електронним потоком: імпульсних магнетронів з холодним катодом на дрейфово-орбітальних резонансах, клинотронів, гіроклинотронів, клинооротронів, орбиктронів, клиноорбіктронів, клістронів з розподіленою взаємодією, наноклістронів. Запропоновано, запатентовано та реалізовано оригінальний засіб стабілізації частоти коливань вихідного сигналу клинотронів, орбіктронів, клістронів з розподіленою взаємодією, наноклістронів та магнетронів терагерцового діапазону [23-25] (автори: В.Д. Єрьомка та інші).

    Основні публікації

    1. 400 GHz Continuous-Wave Clinotron Oscillator / S.S. Ponomarenko, S.A. Kishko, E.M. Khutoryan, A.N. Kuleshov, V.V. Zavertanniy, I.V. Lopatin, B.P. Yefimov // IEEE Trans. on Plasma Science. – 2013. – V. 41, N. 1. – P. 82 – 86;
    2. Магнитная фокусирующая система интенсивных электронных пучков для клинотронов субмиллиметрового диапазона / Ефимов Б.П., Завертанный В.В., Кириченко Л.А., Кишко С.А., Кудинова Т.В., Кулешов А.Н., Пономаренко С.С., Забродский А.Ф. // Изв. ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика. – 2012. – Т. 20, № 5. – С. 112-120.
    3. Development of 94 GHz BWO – klynotron with 3-stage grating / S.S. Ponomarenko, S.A. Kishko, E.M. Khutoryan, A.N. Kuleshov, B P. Yefimov // Telecommunications and Radio Engineering. – 2014. – Vol. 73, N. 3. – P. 271 – 280;
    4. Колебания в генераторе О-типа при возбуждении объемно-поверхностной моды резонатора с периодически неоднородной гребенкой / Э.М. Хуторян, С.С. Пономаренко, С.А. Кишко, А.Н. Кулешов, К.А. Лукин // Изв. ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика. – 2013. – Т. 21, № 2. – С. 9 – 19;
    5. Low-voltage cyclotron maser / S.A. Kishko, S.S. Ponomarenko, A.N. Kuleshov, V.V. Zavertanniy, B.P. Yefimov, I. Alexeff // IEEE Trans. on Plasma Science. – 2013. – V. 41, N. 9. – P. 2475 – 2479.
    6. Кулешов А.Н. Формирование электронных потоков с криволинейным движением для приборов типа ЛСЭ и МЦР / А.Н. Кулешов, Б. П. Ефимов // Радиофизика и электроника: сб. научн. тр. / НАН Украины, Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова. – Харьков. – 2008. – Т. 13, Спец. выпуск. – С. 301 – 314.
    7. Разработка 75 ГГц планарного гиротрона с поперечным выводом энергии / А.Н. Кулешов, С.А. Кишко, М.Ю. Глявин, И.В. Зотова, И.В. Железнов, Н.С. Гинзбург, В.Н. Мануилов, В.Ю. Заславский // Радиотехника и электроника. – 2014. – Т. 59, № 7. – С. 722 – 727.
    8. Кишко С.А. Возбуждение колебаний конфокального резонатора низковольтным ленточным винтовым электронным пучком в миллиметровом диапазоне / С.А. Кишко, А.Н. Кулешов, Б.П. Ефимов // Вестник ХНУ. Серия «Радиофизика и электроника». – 2013. – № 23. – С. 14 – 19.
    9. Long-living plasma excited by electric discharge in water / M.O. Khorunzhiy, A.N. Kuleshov, B.P. Yefimov // IEEE Trans. on Plasma Science. – 2011. – V. 39, N. 11. – P. 2648 – 2649.
    10. Исследование структуры плазменных образований методом доплеровской локации / С. И. Хоменко, М. О. Хорунжий, А. Н. Кулешов, Б. П. Ефимов // Радиофизика и Электроника. – 2011. – T. 2(16), № 3. – С. 78 – 82.
    11. Research results and applications of torch discharge in the Goubau line / A.O. Puzanov, M.O. Khorunzhiy, A.N. Kuleshov, B.P. Yefimov // IEEE Trans. on Plasma Science. – 2011. – V. 39, N. 11. – P. 2878 – 2879.
    12. The properties of microwave discharge in the Goubau line / B.P. Efimov, A.N. Kuleshov, M.O. Khorunzhii, L.P. Mos'pan // High Temperature. – 2008. – V. 46, N. 6. – P. 874 – 880.
    13. Экспериментальное исследование сферообразных плазменных образований / А. А. Булгаков, Б. П Ефимов, А. Н. Кулешов, М. О. Хорунжий // Радиофизика и Электроника. – 2005. – T. 10, № 2. – С. 266 – 269.
    14. Magda I.I., Gadetski N.P., Kravtsova E.I., et al., Relativistic Magnetron of 8 mm Waveband // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Плазменная электроника и новые методы ускорения». 2008, №4, с.18-20.
    15. Goryashko V.A. Hybrid planar free-electron maser in the magnetoresonance regime / V.A. Goryashko, K. Ilyenko, A. Opanasenko // Physical Review Special Topics – Accelerators and Beams. – 2009. – V. 12, No. 10. – P. 100701-1 – 100701-14.
    16. Goryashko V.A. Radiated and nonradiated electromagnetic fields in an FEL amplifier / V.A. Goryashko, K. Ilyenko, A.N. Opanasenko // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. – 2010. – V. 620, Nos. 2-3. – P. 462 – 469.
    17. Goryashko V.A. Analysis and optimization of a free-electron laser with an irregular waveguide // Physical Review Special Topics – Accelerators and Beams. – 2011. – V. 14, No. 3. P.030703
    18. Ilyenko K. Three-dimensional model for Green’s function charged-particle-beam simulations in cylindrical geometry / K. Ilyenko, T. Yatsenko // IEEE Transactions on Plasma Science. – 2011. – V. 39, No. 2. – P. 659 – 667.
    19. Yatsenko T. Limiting current of axisymmetric relativistic charged-particle beam propagating in strong axial magnetic field in coaxial drift tube / T. Yatsenko, K. Ilyenko, G.V. Sotnikov // Physics of Plasmas. – 2012. – V. 19, No. 6. – P. 063107-1 – 063107-10.
    20. Ilyenko K. A novel representation for the static space-charge fields in waveguide excitation theory / K. Ilyenko, A. Opanasenko // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. – 2014. – V. 745. – P. 88-90.
    21. P.Kulagin, V.D.Yeryomka «Optimal Conditions for Drift-Orbital Resonance in M-type Devices». IEEE Trans. Plasma Science, vol.32, 3, pp.1181-1186, June, 2004.
    22. -I. Kim, S.-G. Jeon, G.-J. Kim, J. Kim, V. D. Yeryomka, A. S. Tishchenko, and V. D. Naumenko  Investigation of Millimeter-Wavelength 20-Vane Spatial-Harmonic Magnetron Using Three-Dimensional Particle-in-Cell Simulation. IEEE Trans. on Plasma Science – 2012. –Vol. 40 , № 8 - P.1966-1971.
    23. Орбіктрон - генератор дифракційного випромінювання. Патент України на корисну модель, UA 72435 U, МПК H01J 25/00 - u 2011 13230, заявл. 09.11.2011; опубл. 27.08.2012, Бюл. №16 Єрьомка В.Д., Мірошниченко В.С., Демченко М.Ю.
    24. В.Д. Ерёмка. Вакуумные источники электромагнитного излучения терагерцового интерва-ла частот: зигзаги развития от клинотрона до клиноорбиктрона // Изв. Вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2013, №1 , - С.7-34.
    25. В.Д. Ерёмка, А.А. Кураев, А.К. Синицын. Орбиктрон – генератор и его модификации: модель и результаты расчета на частоте 180 ГГц // Радиофизика и электроника, 2013, т.4 (18), №4. – С.63-72.

    Нагороди

    За активну наукову діяльність, за презентацію та популяризацію наукових досягнень Інституту як в Україні, так і поза її межами, співробітники відділу неодноразово удостоювалися різноманітних нагород.

    У 2011 році к.ф.-м.н., с.н.с. К.В. Ільєнку присуджено престижну міжнародну премію за видатні досягнення протягом перших десяти років самостійної наукової кар’єри (2011 IEEE NPSS Early Achievement Award) від Спілки ядерної та плазмової фізики (Nuclear & Plasma Sciences Society) та міжнародного Інституту інженерів електротехніки та електроніки (IEEE).

     image007

     К.В. Ільєнко отримує премію від IEEE NPSS у м. Чикаго, США (вручає проф. Стівен Голд, Дослідницька Лабораторія ВМС США)

    У 2011 році на честь Дня науки Харківська обласна адміністрація нагородила А.С. Тищенка «Почесною грамотою» за вагомий внесок у розвиток вітчизняної науки, високий професіоналізм, активну наукову діяльність.

     image008

     О. Кулешов із презентацією джерел терагерцового діапазону

    О.М. Кулешов у 2012 році був удостоєний премії фонду CRDF Global за найкращу презентацію на тему «First Step to the Market Competition», а у 2013 році той самий фонд вручив йому премію «Best Business Pitch Competition».

    У 2012 році молоді вчені С. Кішко та С. Пономаренко стали стипендіатами Президента України та НАН України.

    Співпраця

    Співпраця та міжнародні проекти

    У 2008 році було підписано контракт між ІРЕ ім. О.Я. Усикова та Корейським електро-технологічним НДІ (м. Ансан-сіті, Республіка Корея) на розробку низьковольтного імпульсного магнетрона діапазону 35 ГГц. Під час виконання цього контракту Інститут відвідали головний виконавець з корейської сторони д-р Джанг-Іль Кім та д-р Джонг-Ук Кім, директор Центру піонерських медико-фізичних досліджень при Корейському електро-технологічному НДІ. Одним з добутків цих візитів було підписання Меморандуму про наміри продовжити співпрацю між нашими інститутами в галузі вакуумної електроніки.

    image009

     Д-р Джонг-Ук Кім та А.С. Тищенко після підписання Меморандуму (2009 р.)

    У 2011 році з Корейським електро-технологічним НДІ було підписано другий контракт, цього разу на розробку генератора електромагнітних коливань типу клинотрон на частоту 100 ГГц із вихідною потужністю 10 Вт у неперервному режимі. Протягом виконання цього контракту його керівник з корейської сторони д-р Джанг-Іль Кім відвідав Інститут для приймання результатів НДР.

     image010

    О. Кулешов, А. Тищенко, Т. Ідехара,

    Б. Єфімов та М.Тані

    У 2013 році з робочим візитом відділ відвідали проф. Тошітака Ідехара, почесний директор й керівник міжнародних проектів Дослідницького центру з розробок у дальньому інфрачервоному діапазоні Університету Фукуі (Японія), та проф. Масахіко Тані, директор Дослідницького центру з розробок у дальньому інфрачервоному діапазоні Університету Фукуі. В ході цього візиту було підписано Меморандум про проведення спільних досліджень та про розробки у дальньому інфрачервоному діапазоні.

    У дослідженнях та розробці 460 ГГц гіротронів середньої потужності із підвищеною стабілізацією частоти для ЯМР ДПЯ спектроскопії приймали участь з боку Японії проф. Т. Ідехара, проф. М. Тані й проф. Т. Саіто, а також група проф. Т. Фуджівари з Інституту протеїнових досліджень Університету Осаки (Японія).

     image011

    Устаткування із підвищеною стабільністю частоти генерування 460 ГГц гіротрона

     для ЯМР ДПЯ спектроскопії (О. Кулешов)

    За минулі роки у відділі спільно з колегами з Інституту прикладної фізики РАН (Нижній Новгород, Росія) було виконано два проекти РФФІ для молодих вчених, в яких з української сторони брали участь к.ф.-м.н., с.н.с. О.М. Кулешов та н.с. С.О. Кішко. З російського боку в проекті приймали участь д.ф.-м.н., с.н.с. М.Ю. Глявин, к.ф.-м.н., с.н.с. І.В. Зотова, д.ф.-м.н., проф. Н.С. Гінзбург та с.н.с. М.І. Петелін. Підсумком цієї співпраці стала розробка планарного гіротрона з поздовжньо-поперечним виводом енергії.

    В обговоренні результатів експериментального дослідження низьковольтних режимів роботи МЦР та теоретичних досліджень ефекту додаткового механізму групування електронів у низьковольтному ГЕП за рахунок слабкої неоднорідності магнітного поля в області резонатора гіротрона приймав участь проф. І. Алексефф з Університету Теннессі в Ноксвілі (США).

    Результати досліджень, виконуваних у рамках міжнародної співпраці відображені, зокрема, в наступних публікаціях.

    1. J.-I. Kim, S.-G. Jeon, G.-J. Kim, J. Kim, V. D. Yeryomka, A. S. Tishchenko, and V. D. Naumenko. Investigation of Millimeter-Wavelength 20-Vane Spatial-Harmonic Magnetron Using Three-Dimensional Particle-in-Cell Simulation. IEEE Trans. on Plasma Science – 2012. –Vol. 40 , № 8. P.1966-1971.
    2. Разработка 75 ГГц планарного гиротрона с поперечным выводом энергии / А.Н. Кулешов, С.А. Кишко, М.Ю. Глявин, И.В. Зотова, И.В. Железнов, Н.С. Гинзбург, В.Н. Мануилов, В.Ю. Заславский // Радиотехника и электроника. – 2014. – Т. 59, № 7. – С. 722 – 727.
    3. Low-voltage cyclotron maser / S.A. Kishko, S.S. Ponomarenko, A.N. Kuleshov, V.V. Zavertanniy, B.P. Yefimov, I. Alexeff // IEEE Trans. on Plasma Science. – 2013. – V. 41, N. 9. – P. 2475 – 2479.
    4. Power-Stabilization of High Frequency Gyrotrons Using a Double PID Feedback Control for Applications to High Power THz Spectroscopy / Idehara T., Kuleshov A., Ueda K., Khutoryan E.// Journal on Infrared, Millimeter and THz Waves.– 2014. – V. 35, N. 2. – P. 159 – 168.
    5. Gyrotron Output Power Stabilization by PID Feedback Control of Heater Current and Anode Voltage / Khutoryan E., Idehara T., Kuleshov A., Ueda K. // Journal on Infrared, Millimeter and THz Waves.– 2014. – V. 35, N. 12. – P. 1018 – 1029.

     У 2011 році відділ відвідав засновник товариства ядерної та плазмової фізики IEEE Ігор Алексефф, професор університету Теннессі у м. Ноксвіл, США.

    У 2011 році відбувся перший ознайомлювальний візит делегації провідних спеціалістів Східно-Китайського НДІ «Фотоелектроніка» на чолі з головним інженером цього інституту д-ром Хе Чжаочаном, а вже у 2012 році на чолі представницької делегації прибув директор цього інституту пан У Хуася; результатом цього візиту стало підписання довгострокового договору про спільні дослідження та розробки.

    image012 image013

    Проф. І. Алексефф та О.Я.Кириченко

    в музеї інституту

    Китайські науковці знайомляться з роботою  клинотрона

    (Хе Чжаочан, Ден Ціндон, Чжан Чунлю та І.В.Лопатін)

    Серед найважливіших закордонних відряджень працівників відділу за останні десять років слід виділити такі:

     У 2010 році А.С. Тищенко та В.О. Горяшко відвідали Корейський електро-технологічний НДІ в м. Ансан-сіті (Республіка Корея) з метою ознайомлення з розробками спеціалістів цього інституту та для представлення результатів роботи за контрактом.

    image014

    В.О. Горяшко та А.С.Тищенко у Корейському електро-технологічному НДІ

    На початку 2012 року делегація вчених ІРЕ у складі В.Д. Єрьомки, В.С. Мірошниченка, О.Є. Когута та А.С. Тищенка відвідала Східно-Китайський НДІ «Фотоелектроніка» в м. Уху (КНР) для переговорів про укладання договору на проведення спільних досліджень і розробок генераторів типу «клинотрон».

    image015

    В.С. Мірошниченко, В.Д. Єрьомка, О.Є. Когут, У Хуася, А.С. Тищенко та Хе Чжаочан

    на урочистій церемонії саджання дерев дружби на території

    Східно-Китайського НДІ «Фотоелектроніка»

    Активна міжнародна діяльність к.ф.-м.н., с.н.с. О.М. Кулешова характеризується такими маршрутами його поїздок та цілями:

    2008 р. - Інститут технологій у м. Карлсруе (Німеччина), де виступив із пропозицією щодо спільних робіт з розробки компактних гіротронів та клинотронів для різноманітних практичних застосувань;

    2009 р. - Канада, Міністерство іноземних справ та міжнародної торгівлі; мета цієї поїздки – пошук замовників та партнерів для розробок генераторів електромагнітного випромінювання у широкому діапазоні від мікрохвиль до рентгенівських хвиль. І далі:

    2012 рік – Іспанія, Політехнічний Університет Валенсії; спільні роботи з розробки клістронів для дальнього космічного зв’язку за програмою Європейського космічного агентства;

    2013 рік – Японія, Дослідницький центр з розробок у дальньому інфрачервоному діапазоні Університету Фукуі; спільна праця з розробки системи для підвищення стабільності частоти та потужності випромінювання 460 ГГц гіротронного комплексу;

    2014 рік – США, міжнародний фонд CRDF Global; планування просування міліметрових та терагерцових вакуумних генераторів, розроблюваних у відділі, на міжнародний ринок наукових розробок;

    2014 рік – Японія, Інститут протеїнових досліджень Університету Осаки; спільна праця з розробки 460 ГГц генераторної системи із частотним налаштуванням та підвищеною стабільністю частоти та потужності випромінювання для ЯМР ДПЯ спектрометра.

    Підготовка кадрів

    Протягом 2005-2014 років 6 працівників відділу захистили кандидатські дисертації. Троє з них почали працювати у відділі ще з часів їхньої студентської практики.

    Молоді співробітники відділу (с.н.с. Кулешов О.М., н.с. Пономаренко С.С., н.с. Кішко С.А.) брали активну участь в організації та проведенні міжнародних конференцій ММЕТ 2006 (Харків), ММЕТ 2008 (Одеса), ММЕТ 2010 (Київ), ММЕТ 2012 (Харків), міжнародних симпозіумів MSMW та харківських конференцій молодих вчених.

    Цілий ряд співробітників відділу є постійними членами міжнародних професійних організацій, членами організаційних та програмних комітетів міжнародних конференцій і симпозіумів: А.С. Тищенко, В.Д. Єрьомка, К.В. Ільєнко є старшими членами організації IEEE. К.В. Ільєнка в 2011-2012 рр. було обрано головою Східно-Українського відділення міжнародного Інституту інженерів електротехніки та електроніки (IEEE). К.В. Ільєнко брав участь у засіданнях Адміністративного комітету Спілки електронних приладів (Electron Devices Society) цього Інституту у м. Афіни, Греція (30.05–05.06.2008 р.), у м. Штутгарт, Німеччина (04.06–07.06.2010 р.) та у м. Лювен, Бельгія (01.06– 06.06.2012 р.). Протягом багатьох років В.Д. Єрьомка є членом програмного комітету Міжнародної Кримської мікрохвильової конференції.

Print Friendly