Автореферат (1137124)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиШАЙМАРДАНОВ РУСЛАН ВАРИСОВИЧИССЛЕДОВАНИЕ ЗАМЕДЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ТИПА«КОАКСИАЛЬНАЯ РЕБРИСТАЯ ЛИНИЯ» И РАЗРАБОТКАСВЧ УСТРОЙСТВ НА ЕЕ ОСНОВЕСпециальность 05.12.07 – Антенны, СВЧ устройства и их технологииАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2016Работа выполнена в Департаменте электронной инженерии Московскогоинститута электроники и математики Федерального государственногоавтономного образовательного учреждения высшего образования «Национальныйисследовательский университет «Высшая школа экономики»Научный руководитель:Елизаров Андрей Альбертович,доктор технических наук, профессорОфициальные оппоненты:Совлуков Александр Сергеевич,доктор технических наук, профессор,Институт проблем управления РАН им.

В.А.Трапезникова, главный научный сотрудникБайков Андрей Юрьевич,кандидат физико – математических наук,доцент, Московский финансово – юридическийуниверситет, заведующий кафедрой ОбщихматематическихиестественнонаучныхдисциплинВедущая организация:АкционерноеобществорадиотехническийинститутАкадемии наук»«МосковскийРоссийскойЗащита состоится «30» июня 2016 г. в 14 часов на заседании ДиссертационногоСовета Д.212.048.13 Московского института электроники и математикиФедерального государственного автономного образовательного учреждениявысшего образования «Национальный исследовательский университет «Высшаяшкола экономики» по адресу: 123458, г. Москва, ул.

Таллинская, 34, ауд. 208.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ НИУ ВШЭ по адресу:101000, г. Москва, Мясницкая, д. 20 и на сайте: https://www.hse.ru/sci/diss/180252778Автореферат разослан «___» ________ 2016 г.Ученый секретарьдиссертационного советак.т.н., профессорГрачев Николай Николаевич2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темыВ современных устройствах вакуумной СВЧ электроники, ускорительнойтехнике, телекоммуникациях и средствах связи, биомедицинской аппаратурешироко используются различные аксиально – симметричные периодическиеструктуры, обладающие рядом перспективных электродинамических, тепловых иконструктивно-технологических особенностей.

Одной из таких структур являетсязамедляющая система типа «коаксиальная ребристая линия». Основными еедостоинствамиявляютсяазимутальнаяоднородностьформируемогоэлектромагнитного поля, малая дисперсия и широкополосность, с возможностью ихкоррекции, а также способность рассеивать большие мощности по сравнению соспиральными замедляющими системами.Состояние вопросаФундаментальные и прикладные исследования и разработки аксиально –симметричных замедляющих систем и резонаторов проводятся в нашей стране и зарубежом, начиная с 50 – х годов прошлого века. Базовыми структурами такого типаявляются диафрагмированный волновод и его модификации, достаточно хорошоизученные в настоящее время. Это позволило обеспечить их широкое применение ввакуумной СВЧ электронике и электронике больших мощностей - в лампах сбегущей и обратной волной, гибридных приборах, генераторах дифракционногоизлучения, релятивистских приборах, а также ускорительной технике.Исследованиям одиночного ребристого стержня и коаксиальной ребристойлинии уделено гораздо меньше внимания, поскольку они рассматривались ииспользовались вначале как резонаторные системы, а позднее в качествеэлементов антенно – фидерных устройств, в частности, эффективных облучателейзеркальных антенн.

Такие структуры обладают рядом преимуществ: осевойсимметриейдиаграммнаправленности,хорошимиполяризационнымихарактеристиками и возможностью концентрации максимальной энергии вцентральном лепестке.3Еще одной областью применения аксиально – симметричных замедляющихсистем является создание на их основе эффективных излучателей длямикроволновой физиотерапии и, в частности, урологии. Однако, в настоящеевремя и в России, и за рубежом используют электроды на основе спиральныхзамедляющих систем. Примерами могут служить микроволновые электроды,разработанные научной группой профессора Пчельникова Ю.Н.

в начале 80 – хгодов прошлого века, а также современные излучатели «Ко Терм» шведскойкомпании «Просталунд Оперейшн АБ». Известны также электроды зарубежныхустановок для микроволновой урологии - «Prostotron», «ThermaSpec-600»,«Termeks», «Turapi», «Primus-R», «PTS Qoantom», «Prostex ЗООО», «Prostcare», атакже излучатели отечественных аппаратов Луч -11 (ФГУП ГЗ «ЭМА») и Яхта – 4(АО «НПП «Исток» им. Шокина»).

Несмотря на очевидные преимуществаспиральных электродов и излучателей для микроволновой физиотерапии, ониимеют и отдельные недостатки, к которым можно отнести сравнительно малуюэффективность излучения, вызванную наличием зазора между внешнимпроводником электрода и поверхностью облучаемого участка тела пациента, атакже симметричное распределение излучения по поперечному сечениюэлектрода, не позволяющее оказывать локальное воздействие на предстательнуюжелезу без облучения других биотканей.Цель диссертацииИсследование физических и конструктивно-технологических особенностейаксиально – симметричной замедляющей системы типа «коаксиальная ребристаялиния» и создание на ее основе малогабаритных СВЧ устройств различногофункционального назначения с улучшенными электрическими параметрами ихарактеристиками.Для достижения указанной цели необходимо решение следующих задач:анализ известных физических особенностей, методов проектирования,конструктивно-технологических решений и областей применения аксиально –4симметричных замедляющих структур, их преимуществ, недостатков и тенденцийдальнейшего развития;анализ аналитических и численных методов, а также программных средствдля компьютерного моделирования замедляющих систем типа «коаксиальнаяребристая линия» и СВЧ устройств на ее основе;исследование взаимодействия электромагнитной волны в замедляющейсистеме типа «металлический ребристый стержень» с кольцевым потокомэлектронов;исследование взаимодействия электромагнитной волны в замедляющейсистеме типа «диафрагмированный волновод» с цилиндрическим потокомэлектронов;компьютерное моделирование диаграмм направленности электрода наоснове отрезка замедляющей системы типа «ребристый стержень» в изотропномэкране и азимутально неоднородном экране с щелевыми разрезами;экспериментальное исследование макетов замедляющей системы типа«ребристый стержень» в изотропном экране и азимутально неоднородном экранес щелевыми разрезами, и сравнение полученных характеристик с результатамианалитических расчетов и компьютерного моделирования.Методы исследованияИсследованияпроведеныспомощьюматематическихаппаратовэлектродинамики и теории электромагнитного поля; теории электрических цепейи сигналов; численных методов и компьютерного моделирования; изготовленныхэкспериментальных макетов СВЧ устройств.Достоверностьнаучныхположений,выводовирекомендацийподтверждается корректностью используемых и опубликованных математическихвыводов и моделей; согласованностью ряда полученных результатовопубликованнымивотечественнойизарубежнойпечати;срезультатамикомпьютерного моделирования, экспериментальных исследований и внедрениемразработанных элементов и устройств в производство.5Научная новизна, основные научные положения и результатыНа защиту выносятся перечисленные ниже новые научные положения ирезультаты, полученные в работе:1.

Продольные геометрические размеры СВЧ устройств, изготовленных наоснове резонансных отрезков замедляющей системы типа «коаксиальнаяребристая линия» могут быть уменьшены пропорциональновеличинекоэффициента замедления (2…4) при волновом сопротивлении, составляющемдесятки Ом.2. Пространственная характеристика излучения замедляющей системы типа«металлический ребристый стержень» обладает симметрией вращения и имеетконусообразную форму с радиальным направлением вектора электрическогополя.3.

Пространственная характеристика излучения замедляющей системы типа«металлический ребристый стержень» в азимутально неоднородном экране содним щелевым разрезом обладает симметрией вращения, и при увеличенииуглового размера щели с 50 до 220, обеспечивает поворот конуса интенсивностиизлучения на 20-300 в горизонтальной плоскости и на 70-800 в вертикальнойплоскости.4. Пространственная характеристика излучения замедляющей системы типа«металлический ребристый стержень» в азимутально неоднородном экране сдвумя или четырьмя щелевыми разрезами обладает симметрией вращения, и приизменении угловой величины щелей с 50 до 180, обеспечивает поворот конусаинтенсивности излучения на 900 в горизонтальной плоскости и на 20-300 ввертикальной плоскости.5.

Наличиеодногоилиболеещелевыхразрезоввазимутальнонеоднородном экране замедляющей системы типа «коаксиальная ребристаялиния» не вызывает существенного изменения ее дисперсионных свойств.6Апробация работыОсновныетеоретическиеипрактическиерезультатыдиссертациидокладывались и обсуждались на 25 Международных и Всероссийских научнотехническихконференциях:МежвузовскойXнаучнойшколе«Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике,экологии и медицине», Москва, НИИЯФ МГУ, 2009; Всероссийская научнопрактическаяконференция«Математика,информатика,естествознаниевэкономике и в обществе», Москва, 2009; LXV, LXVII Научных сессиях,посвященной Дню радио, Москва, 2010, 2012; V Троицкой конференции«Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ – 5), 2012;Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемыэлектронного приборостроения» (АПЭП – 2012), Саратов, 2012; МеждународнойКрымской конференции «СВЧ – техника и телекоммуникационные технологии»(КрыМиКо – 2013), Севастополь, 2013; Международных научно-практическихконференциях «INNOVATIVE INFORMATION TECHNOLOGIES», Прага, 2013,2014; Всероссийских школах-семинарах «Методы компьютерной диагностики вбиологии и медицине», Саратов, 2013, 2014, 2015; 6, 7, 8, 9 Отраслевых научныхконференциях «Технологии информационного общества», Москва, МТУСИ, 2012,2013, 2014, 2015; Научно-технических конференциях студентов, аспирантов имолодых специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ, Москва, 2010, 2012, 2013, 2014, 2015;International Conference on Information Science, Electronics and ElectricalEngineering (ISEEE – 2014), Sapporo, Japan, 2014; 15th IEEE International VacuumElectronics Conference (IVEC – 2014), Monterey, USA, 2014; 16th IEEE InternationalVacuum Electronic Conference (IVEC – 2015), Beijing, China, 2015.Практическая ценность и внедрение результатовОсновные результаты диссертации получены в ходе Программы «Участникмолодежногонаучно-инновационногоконкурса»(«У.М.Н.И.К.»),организованного Фондом содействия развития малых форм предприятий внаучно-технической сфере в 2011 г., при выполнении гранта научно-учебной7группы НИУ ВШЭ «Электродинамика замедляющих систем» № 13-05-0017 в2013 г., гранта Регионального общественного Фонда содействия отечественнойнауке в 2015 г., а также инициативных работ, выполненных в МИЭМ НИУ ВШЭпри участии автора за период 2009-2015 г.Получен диплом I-ой степени Правительства г.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации