Регистрация / Вход
Прислать материал

«Новые мощные источники и квазиоптические структуры
СВЧ диапазона»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0015
Организация
ИПФ РАН
Руководитель работ
Петелин Михаил Иванович
Продолжительность работ
2009 - 2011, 27 мес.
Бюджетные средства
13 млн
Внебюджетные средства
3 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
15.06.2009 - 15.11.2009
• проведен теоретический анализ субрелятивстских и релятивистских гироклистронов с рабочими модами высокого порядка.
• выполнена эскизная проработка возможных схем многоканальных мультиплексеров для сложения потоков мощного миллиметрового излучения.
• выполнено теоретическое исследование электронно-оптической системы гиротрона с эффективной экстракцией электронов отраженных от магнитной пробки.
• проведен расчет и проектирование импульсного гигаваттного низкоимпедансного 10 ГГц ЛОВ-генератора.
• разработаны анализаторы электронного пучка релятивистского гироклистрона и технологического гиротрона
• выполнена отладка комплекса диагностики гигаваттных импульсных СВЧ генераторов.
Развернуть
2
05.01.2010 - 15.05.2010
На 2 этапе, в соответствии с требованиями КП, выполнены следующие работы:
1. Осуществлено техническое проектирование 36 ГГц гироклистрона и дополнительного оборудования для его тестирования.
2. Проведены расчет и конструирование резонансного диплексера с универсальными поляризационными характеристиками.
3. Проведено экспериментальное исследование 10 ГГЦ ЛОВ-генератора на ускорительном комплексе “Синуки-Такт”.
4. Проведены расчет и конструирование технологического гиротрона.
5. Спроектирован 3 ГГц ЛОВ-генератор с выходным электро-динамическим трактом.
6. Изготовлена, испытана и оптимизирована электронная пушка для 36 ГГц гироклистрона.
В частности, были решены следующие конкретные задачи:
- Спроектирован 36 ГГц релятивистский гироклистрон на комбинации мод ТЕ6,m,1: входной модулирующий резонатор будет работать на моде ТЕ6,1,1, выходной резонатор - на моде ТЕ6,3,1. Дрейфовые трубки включают рассеивающие элементы из нержавеющей стали и поглощающие элементы из вакуумного немагнитного поглотителя АПМ-50.
- Изготовлен диагностический комплекс, состоящий из четырех направленных ответвителей, трех СВЧ детекторов, задающего СВЧ генератора Г4-156 (гетеродина) и цифровых осциллографов Tektronix TDS-3052 и 2024В, а также ваттметра МК3-71, для которого разработаны рабочая и балластная головки с увеличенной входной апертурой. Комплекс позволяет одновременно измерять параметры входного и выходного СВЧ импульсов гироклистрона (огибающую и спектр), а также мощность входного и выходного излучения.
- Для 36 ГГц гироклистрона изготовлена и экспериментально отлажена, при длительности импульса 1 мкс, электронная пушка со следующими параметрами: энергия электронов 300-350 кэВ, ток пучка 60-80А, питч-фактор ≈ 1,3, разброс электронов по поперечным скоростям не более 20 %.
- Выполнен расчет субтерагерцового гиротрона, предназначаемого для диагностики плотной плазмы и перспективных биологических технологий. Гиротрон должен излучать несколько сотен Ватт на частоте 300-400 ГГц. Конкурентоспособность относительно существующих вариантов будет обеспечиваться использованием относительно низких рабочих напряжений (20 кВ) и относительно дешевых криомагнитов: гиротрон должен работать на второй гармонике гирочастоты с КПД около 5%.
- Для гиротронов относительно малой мощности предложен и исследуется теоретически модифицированный вариант магнетронно-инжекторной электронной пушки: с анодным оребрением для эффективного отбора электронов, отраженных от магнитной пробки.
- Испытаны два варианта 10 ГГЦ ЛОВ-генераторов с низкоимпедансными электронными инжекторами: ток кА, напряжение кВ. Мощности излучения составили соответственно ГВт и ГВт.
- Спроектирован 3 ГГц ЛОВ-генератор с импульсной мощностью 700- 900 МВт. Изготовлен электродинамический тракт для преобразования рабочей моды ( ) ЛОВ-генератора в моду круглого волновода с последующим формированием оптимальной диаграммы направленности.
- Разработан метод расчета резонансных диплексеров, предназначаемых для суммирования и дискретной коммутации мощных волновых потоков диапазона миллиметровых волн. С использованием универсального интегрального уравнения рассчитан и сконструирован резонансный диплексер, способный функционировать при произвольной поляризации падающих на него волновых пучков.
Развернуть
3
16.05.2010 - 15.11.2010
Изготовлен разборный вариант 36 ГГц гироклистрона. Выполнено экспериментальное тестирование резонансного 34 ГГц диплексера с универсальными поляризационными характеристиками.
Развернуть
4
05.01.2011 - 15.04.2011
• Проведены предварительные экспериментальные исследования 36 ГГц гироклистрона, выполнена отладка отдельных узлов конструкции.
• Изготовлен технологический гиротрона и линия транспортировки СВЧ излучения.
Развернуть
5
16.04.2011 - 05.09.2011
• Заключительные испытания мультимегаваттного
импульсного 36 ГГц гироклистрона.
• Экспериментальное исследование технологического
гиротрона.
• Выработка рекомендаций по созданию диплексеров и
мультиплексеров для управления потоками мощного
миллиметрового излучения.
• Испытания ЛОВ-генератора с 30 не длительностью
импульса на ускорителе ИЭФ УрО РАН с частотой
следования импульсов до 0.5 кГц.
• Совместное испытание диплексера на 140 ГГц в
Институте физики плазмы, г.Грайфсвальд, Германия
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Тема
Источники и приемники терагерцового диапазона на основе полупроводниковых наноструктур Si/Ge и A3B5.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
«Исследование перспективных конструкций и технологических принципов формирования квантовых структур (структуры для терагерцового диапазона частот)».
Продолжительность работ
2012 - 2013, 18 мес.
Бюджетные средства
14 млн
Количество заявок
1
Тема
Состав, источники рудообразующих магм и геодинамика их формирования.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование процессов эпитаксиального роста гетероструктур для источников излучения в глубоком УФ-диапазоне (260 – 300 нм) и электронных и оптических явлений в таких структурах.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6,3 млн
Количество заявок
2
Тема
Исследование перспективных типов сверхвысокочастотных приборов и структур, разработка технологических принципов их изготовления (сильноточные автоэмиссионные СВЧ диоды в диапазоне частот 30 ГГц и более).
Продолжительность работ
2013 - 2015, 25 мес.
Бюджетные средства
19,5 млн
Количество заявок
1