Разработка комплекса СВЧ диагностики низкотемпературных атмосферных плазменных струй

Холодная плазма атмосферного давления в последние два десятилетия активно изучается с целью ее использования для различных приложений, таких как нетермическая стерилизация термочувствительных поверхностей, инициирование различных химических реакций, нанесение покрытий, а также с целью повышения адгезии наносимых на поверхность лаков и клеев. Для генерирования атмосферной плазмы с низкой (около 300 К) газовой температурой используют различные типы разрядов, которые чаще всего не являются стационарными. Задача проектирования новых источников низкотемпературной плазмы для конкретных приложений является комплексной и непосредственно связана с необходимостью измерения с высокой разрешающей способностью динамических процессов в таких разрядах. Одной из наиболее важных характеристик плазмы является плотность электронов, которая для атмосферной плазмы с такой низкой газовой температурой может быть менее 10^12 см-3. Однако доступные методы измерения плотности электронов либо имеют недостаточную чувствительность, либо не позволяют отслеживать динамические процессы в нестационарных разрядах. Научная новизна заявляемых в данном проекте работ состоит, во-первых, в том, что предлагается провести измерения электронной концентрации низкотемпературной плазмы атмосферного давления для коронного, барьерного и тлеющего разряда путем СВЧ зондирования в объемном резонаторе в диапазоне частот 1-3 ГГц. С целью повышения точности измерений, а также для оценки пространственного распределения плотности электронов для протяженных разрядов предполагается провести измерения в резонаторах различной формы (цилиндрических, прямоугольных, эллиптических) и разных мод. Научная новизна заявляемых в данном проекте работ состоит, во-вторых, в том, что предлагается разработать и апробировать систему диагностики низкотемпературных атмосферных плазменных струй в свободном пространстве. В основе работы этой системы лежит идея регистрации изменения диаграммы направленности короткой линейной антенны в зависимости от проводимости плазменной струи, которая расположена на небольшом расстоянии от линейной антенны и направлена ей параллельно