Заключение диссертационного совета (Динамика поперечных волн электронного потока в неоднородных электрических и магнитных полях)

−2−Научный руководитель − Пирогов Юрий Андреевич, доктор физикоматематических наук, профессор кафедры фотоники и физики микроволнфизическогофакультетаобразовательногоФедеральногоучреждениягосударственногобюджетногообразования«Московскийвысшегогосударственный университет имени М.В.Ломоносова».Официальные оппоненты − Диденко Андрей Николаевич, доктор физикоматематическихнаук,профессор,член-корреспондентРАН,заведующийкафедрой электрофизических установок факультета автоматики и электроникиФедерального государственного автономного образовательного учреждениявысшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет«МИФИ» и Мозговой Юрий Дмитриевич, доктор технических наук, доцент,профессор департамента электроннойэлектроникииматематикиинженерииФедеральногообразовательногоучреждениявысшегоисследовательскийуниверситет«ВысшаяМосковскогогосударственногообразованияшколаинститутаавтономного«Национальныйэкономики»−далиположительные отзывы на диссертацию.Ведущаяорганизацияучреждение науки−«ИнститутФедеральноегосударственноерадиотехникииэлектроникибюджетноеим.В.

А.Котельникова Российской академии наук», г. Москва − в своем положительномзаключении, подписанном Черепениным Владимиром Алексеевичем, докторомфизико-математических наук, профессором, членом-корреспондентом РАН,заведующим лабораторией математических методов радиофизики и ВдовинымВладимиромведущимАлександровичем,научнымсотрудникомкандидатомифизико-математическихутвержденномАполлоновичем,докторомтехническихреспондентомРАН,директоромнаук,Никитовымпрофессором,Институтанаук,Сергеемчленом-кор-радиоэлектроникиим.

В. А. Котельникова РАН, указала, что «Диссертация «Динамика поперечныхволн электронного потока в неоднородных электрических и магнитных полях»соответствует всем критериям, установленным Постановлением ПравительстваРФ от 24.09.2013 г. №842 «О присуждении ученых степеней» к диссертациям на−3−соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, и ее авторМихеев Димитрий Алексеевич безусловно заслуживает присуждения ученойстепени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 –«Радиофизика».Соискатель имеет 27 опубликованных работ, все по теме диссертации, изних 6 статей (общим объемом 44 стр.) в рецензируемых научных журналах,входящих в перечень ВАК. Работы посвящены изучению динамики поперечныхволн электронного потока в неоднородных электрических и магнитных полях.

Всепредставленные в работах результаты получены автором лично или при егоопределяющем участии. В качестве наиболее значимых можно выделитьследующие работы:1) Михеев Д. А., Саввин В. Л. О группировке электронного пучка внеоднородных магнитных полях // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – №5. –С.1-8.2) Михеев Д. А., Саввин В. Л., Коннов А. В., Казарян Г. М., Пирогов Ю. А.Дискретная математическая модель ленточного электронного пучка в спадающеммагнитном поле // Известия РАН. Серия физическая. – 2016.

– Т.80. – №2. – С.229-2323) Саввин В. Л., Коннов А. В., Михеев Д. А., Казарян Г. М., Шуваев И. И.О транспортировке ленточного электронного пучка в аксиально-симметричноммагнитном поле // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – №9. – С.1-9.4) Михеев Д. А., Саввин В. Л., Коннов А. В., Казарян Г. М., Пирогов Ю. А.Энергообмен высокочастотного поля с электронным пучком в условиях циклотронного резонанса // Известия РАН. Серия физическая. – 2014. – Т.78. – №2.

–С.247-250.На диссертацию поступили отзывы официальных оппонентов и ведущейорганизации. Отзывы на автореферат поступили от следующих специалистов:Прокопенко Александр Валерьевич, кандидат технических наук, доцентНационального исследовательского ядерного университета «МИФИ»;−4−Акимов Павел Иванович, доктор физико-математических наук, профессор,начальник отдела АО «НПП «Торий»;Герасимов Вячеслав Борисович, доктор технических наук, профессор,начальник-главный конструктор ОКБ МИРЭА.Все отзывы положительные.

В них указывается, что диссертационнаяработа выполнена на высоком научном уровне, в ней решены поставленные передсоискателем научные задачи, а результаты работы имеют как научную, так иприкладную ценность. Авторы всех отзывов указывают, что соискательзаслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физико-математическихнаук.Отзыв официального оппонента Диденко А.Н.

содержит следующиезамечания:1. Результаты численного моделирования, проведенного в диссертации,следовало бы подкрепить экспериментальными данными. В работе онипрактически не представлены. Тепловые потери мощности в стенках СВЧприборов, вторичная эмиссия электронов и эффект обратных электроновдостаточно сильно будут сказываться на итоговой эффективности устройства.Безусловно, их стоило бы учесть при моделировании электронных потоков.2.

Эффект пространственного группирования без модуляции электронов поскорости выглядит достаточно перспективным для его углубленного изучения. Ноговорить о его применении в клистронах нового типа на данном этапепреждевременно – обнаруженный автором эффект пока еще недостаточно изучени теоретически, и экспериментально. В дальнейшем необходимо провестидополнительные исследования процесса пространственного группирования.Также необходимо усовершенствовать модель электронного потока для изученияэтого эффекта, так как на данном этапе в модели не учтено взаимное влияниеэлектронов.3.

В работе описывается широко распространенный метод «частица вячейке» для моделирования динамики электронных потоков. Среди егопрограммных реализаций следовало бы указать достаточно известный и−5−зарекомендовавшийсебяроссийскийкодKARAT,разработанныйВ.П. Таракановым.4. К сожалению, в процессе написания диссертации автору не удалосьизбежать ряда опечаток. Например, номер формулы (1.22) дублируется на стр. 23.Также повторяется номер рис. 4.5 на стр. 86, что вносит некоторую путаницу припрочтении.Отзыв официального оппонента Мозгового Ю.Д. содержит следующиезамечания:1. Заявленный эффект пространственной группировки электронов наданном этапе недостаточно изучен.

Исследования проведены для простойпоследовательности электронов без учета их взаимного влияния друг на друга.Однако, процесс образования сгустков электронов без начальной модуляции поскорости безусловно интересен для дальнейших исследований.2.

В диссертации не уделено должного внимания важному аспектувакуумной СВЧ электроники, как ширина полосы рабочих частот приборов иустройств. Расширение рабочей полосы активных микроволновых устройствявляется одной из наиболее важных задач современной электроники СВЧ.3. Имеетсяряднедостаточнообоснованныхилиневполнеконкретизированных утверждений. Например, для повышения эффективностиустройств СВЧ предлагается использовать поперечные волны электронногопотока, однако эта проблема недостаточно полно рассмотрена. На стр.

78 сделанвывод о том, что в аксиально-симметричном магнитном поле можно реализоватьсотни киловатт мощности циклотронной энергии ленточного электронногопотока, при этом суммарная эффективность преобразования не указана.Отзыв ведущей организации − Института радиоэлектроники им. В.АКотельникова − содержит следующие замечания:1. В обзорной части диссертации нет ссылок на работы по криволинейнымэлектронным потокам, используемым в релятивистских приборах, например вгиротронах и лазерах на свободных электронах.−6−2.

Также практически отсутствует информация о трубчатых электронныхпотоках. Применение трубчатых потоков по уровню реализованной мощноститакже перспективно, как и использование ленточных пучков.3. Результаты, приведенные в диссертации, получены без учета рядаэффектов, таких как тепловые потери в металлических стенках, вторичнаяэмиссия и другие эффекты, которые могут существенным образом сказаться навыходных характеристиках СВЧ устройств. В работе хотелось бы видеть хотя быоценки влияния этих факторов.Отзыв на автореферат, поступивший от Прокопенко А.В., содержитследующее замечание: «После ознакомления с авторефератом диссертации вкачестве замечания можно высказать следующее. Большинство результатовдиссертационной работы получены на основе модельного эксперимента с рядомупрощающих допущений.

Полученные результаты неплохо было бы подкрепитьпрактическими экспериментальными данными».Отзыв на автореферат, поступивший от Акимова П.И., содержит следующиезамечания: «Автореферат не свободен от некоторых недостатков: так на стр. 9имеется неясная фраза «…пучок в периодическом магнитном поле подверженпробоям и сильно восприимчив к механическим смещениям». Кроме того,на стр. 11 обсуждаются формы согласующего устройства ввода энергии вциклотронный резонатор, однако вид этих устройств не показан, что затрудняетвосприятие».Во всех перечисленных отзывах отмечено, что указанные замечания невлияют на общую положительную оценку работы. Отзыв на автореферат,поступивший от Герасимова В.Б., критических замечаний не содержат.Выбор официальных оппонентов и ведущей организации обосновываетсятем, что оппоненты являются специалистами в области радиофизики и вакуумнойэлектроники СВЧ, имеют многочисленные публикации по тематике диссертации,а ведущая организация известна своими достижениями в области радиофизики.Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненныхсоискателем исследований:−7−1.

Разработана оригинальная трехмерная дискретная модель ленточногоэлектронного пучка для исследования устойчивости и динамики распространенияпучка в неоднородных электрических и магнитных полях.2. Показана возможность прямого преобразования энергии быстройциклотронной волны ленточного электронного потока в энергию постоянногоэлектрического тока в неоднородных расширяющихся магнитных полях.3. Изучен процесс пространственной группировки электронного потокас циклотронным вращением в неоднородных магнитных полях с аксиальной иплоской симметрией.Теоретическая значимость и научная новизна исследования обусловленатем, чтов нем впервые изученымодовыйсостав иструктурамодвысокочастотного электрического поля цилиндрического резонатора с ламельнымзазором, а также процессы взаимодействия ленточного электронного пучка свысокочастотным поперечным полем резонатора.

Впервые исследованы вопросыустойчивости и деформации поперечного сечения ленточных электронных пучковсциклотроннымсимметричныхвращениеммагнитныхврасширяющихсяполях.Впервыеаксиальнопоказанаиплоско-возможностьпространственной группировки электронного потока с циклотронным вращениемв неоднородных магнитных полях в отсутствие начальной модуляции продольнойскорости электронов.Значение полученных соискателем результатов исследования для практикиподтверждается возможностью их использования в разработке новых мощных иэффективных устройств СВЧ с поперечной модуляцией электронного потока.Результаты диссертационного исследования могут быть использованы в МГУимени М.В. Ломоносова, ИРЭ РАН, ИОФ РАН, ИПФ РАН, НИЯУ «МИФИ»,СПбГЭТУ «ЛЭТИ», АО «НПП «ТОРИЙ», АО «НПП «ИСТОК» и другихорганизациях.Оценка достоверности научных результатов, полученных в работе, выявила,что исследование основано на корректных физических моделях и математических.