МЕТОДЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ПРИЕМА ИНТЕНСИВНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ НАНОСЕКУНДНОГО МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Объектом исследования являются новые схемы релятивистских СВЧ-генераторов различного типа, включая черенковские генераторы с электронными пучками в разной конфигурации, а также источник электромагнитных колебаний на основе нелинейных элементов и их тестирование в задачах биофизики и сверхширокополосной локации. Цель работы – получение новых знаний и научно-технических основ технологий в области вакуумной и твердотельной СВЧ-электроники. Метод исследования – компьютерное моделирование с проверкой моделей в физическом эксперименте. Среди важнейших результатов: с использованием твистрон-генератора в эксперименте достигнута эффективность преобразования энергии электронного пучка в энергию электромагнитного излучения около 30%; в эксперименте с иcпользованием замедляющей структуры (ЗС) двухволнового черенковского СВЧ-генератора на основе титанового сплава показано, что за счет повышения её электрической прочности происходит увеличение в 2-3 раза длительности микроволнового излучения субгигаваттного уровня для 8-мм диапазона длин волн; разработан и испытан широкополосный вакуумный калориметр для измерения энергии в СВЧ-импульсах; разработаны модели преобразователей энергии высоковольтных импульсов в радиочастотное излучение на основе нелинейных линий с полупроводниковыми ключами; проведены биофизические эксперименты, демонстрирующие нетепловые эффекты действия радиочастотных импульсов на суспензии клеток и митохондрий; разработаны численные модели для описания работы многоволновых черенковских генераторов с бипериодическими ЗС, как с радиальной, так и линейной поляризациями выходного излучения; созданы программы для анализа и синтеза геометрии двумерных решёток спиральных антенн, а также для численного моделирования отражения сверхширокополосных электромагнитных импульсов от среды со случайными неоднородностями.