Музей истории физики в Санкт-Петербургском университете
Отделы / Радиофизика / Электроника СВЧ

Электроника СВЧ

Лаборатория возникла в 50-е годы для изучения и использо-вания тех полезных свойств электромагнитных колебаний и волн, которые проявляются при повышении частоты сигнала. Бессмен-ным руководителем лаборатории до 1983 года был доцент М.М.Филиппов, объединивший вокруг себя исследователей ми-крорадиоволн. В настоящее время лабораторией заведует его ученик ст.н.с. О.И.Столяров.

М.М.Филиппов выполнил весьма актуальные в 50-е и 60-е годы исследования по распределению пространственного заряда в электронных приборах с применением оригинальных эксперимен-тальных методов (метод зонда, метод эквивалентных токов). Его область интересов была весьма широкой. К примеру, им была показана возможность генерации широкого спектра частот с помощью так называемого конусного магнетрона. Стремление вести непосредственные наблюдения привело к выходу в 1963 г. году книги по осциллографированию колебаний сверхвысоких частот в соавторстве с учениками А.Н.Букиным и А.Э.Исаевым. Последние в дальнейшем использовали микроволны для модели-рования трассы распространения радиоволн более длинновол-нового диапазона.

60-е годы характерны началом интенсивного освоения диа-пазона СВЧ во многих лабораториях мира. В нашей лаборато-рии в это время проведены исследования, связанные с разрабо-ткой серии отечественных приборов субмиллиметрового диапа-зона. Удается провести оценку влияния случайных неоднород-ностей периодической структуры на свойства медленной элек-тромагнитной волны (М.М.Филиппов, О.И.Столяров, В.В.Григорьев).

Одна из наиболее сложных задач электроники СВЧ - широ-кополосное согласование волновода с нагрузкой. Оказалось, что можно получить ряд весьма полезных расчетных результатов, совпадающих с экспериментом, если традиционный критерий со-гласования заменить на интегральный, записываемый в анали-тическом виде (1975г., М.М.Филиппов, Н.Ф.Михайлов).

Постепенно совершенствуются и подтверждаются охран-ными документами методы экспериментального исследования, основанные на физическом моделировании. Существенные для взаимодействия с электронным потоком пространственные гар-моники поля измеряются, пожалуй, наиболее точно (1977г., М.М. Филиппов, Г.Г.Богданов, С.Е.Емелин, О.И.Столяров). При проведе-нии фазовых измерений практически снимается препятствие в виде отраженных волн (1979г., О.И.Столяров, В.В.Григорьев). Уда-ется получить плазму СВЧ разряда в поле медленной волны, как в открытом резонаторе, допускающем поток газа (1978г., А.П.Мешик, А.Ф.Смирнов, О.И.Столяров). Осциллографирование колебаний СВЧ получает неожиданный импульс для развития. Оказалось, что совсем не обязательно ограничивать рабочую об-ласть частот наступающими с повышением частоты искажениями сигнала, достаточно эти искажения : просто компенсировать (1978г., О.И.Столяров , Ф.А.Цимбал).

Серия работ нацелена на совершенствование наиболее перс-пективных сканирующих антенн - фазированных антенных реше-ток (ФАР). Она привела к разработке широкополосных фазовра-щателей для ФАР (1984-1988г.г., С.Е.Емелин, О.И.Столяров, С.Д. Бороздин).

Постоянно интересующая специалистов проблема улучшения спектрального состава сигналов генераторов СВЧ нашла свое отражение в разработке методики оптимизации внешнего подвоз-буждающего сигнала, проверенной экспериментально в условиях предприятия (1990-1995г.г., М.А.Павлейно).

В 90-е годы проведены совместно с другими подразделени-ями Университета работы по изучению метастабильной энерго-емкой плазмы эрозионного разряда с применением СВЧ методи-ки. Была обнаружена более медленная релаксация запасенной энергии в плазме по сравнению с процессами на постоянном токе (С.Е.Емелин). Это было использовано для моделирования шаровой молнии.

В последние годы оптимизация информационных возмож-ностей сигналов и СВЧ устройств оказалась полезной для техни-ческих решений применительно к помехозащищенной передаче цифровой информации (полностью симметричный магнетрон), медицинской диагностике ( прибор для выявления ранних призна-ков интоксикации), измерению параметров сверхпроводников на СВЧ с помощью современных приборов, панорамному исследо-ванию продуктов ядерных реакций. Последнее находит примене-ние в рамках международного эксперимента для ускорителя на встречных пучках "ALICE". Периодические структуры, традици-онно изучаемые для создания эффективного энергетического взаимодействия электронного потока с полем, оказались полез-ными для получения панорамной информации.

В условиях перехода к рыночной экономике все более про-является особенность СВЧ электроники, связанная с возможно-стью ее использования не только по прямому назначению (совер-шенствование СВЧ приборов и освоение все более коротковол-новых диапазонов), но и в самых различных прикладных обла-стях науки и техники.



Назад Наверх