Анотація до роботи:

Суворова О.О. Електромагнітні поля та структура факельного НВЧ розряду. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.04 – фізична електроніка. - Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, Харків, 2003.

Дисертацію присвячено експериментальному дослідженню розподілу електромагнітного поля, енергетичних характеристик та структури розряду, що створюються у моделі коаксіального НВЧ плазмотрона (=10 ГГц, потужність 112 Вт). Для вимірювання розподілу НВЧ поля безпосередньо у розряді запропоновано новий метод, який базується на використанні вібруючої струни як малого пробного тіла. За його допомогою вивчено характер розподілу електричної складової НВЧ поля у розрядах. Встановлено та пояснено існування різних структур у НВЧ розряді (шнурової, факельної, сферичної) в залежності від способу подавання газу та особливостей конструкції плазмотрону. Досліджено їхній вплив на розподіл НВЧ поля та енергетичні характеристики розрядів.

У дисертаційній роботі наведено експериментальні результати, отримані при дослідженні електромагнітних полів і структури НВЧ розряду, що сформований коаксіальним НВЧ плазмотроном, у трьох різних моделях плазмотрона, які розрізняються способом подавання газу. Основні висновки зводяться до такого:

1. Запропоновано і випробувано на практиці нову методику візуалізації полів міліметрового і сантиметрового діапазону довжин хвиль, яка базується на використанні слабкого збурювального тіла у вигляді вібруючої струни, що дозволяє спостерігати картину поля в реальному масштабі часу.

2. За допомогою методу вібруючої струни експериментально доведено наявність сповільненої поверхневої хвилі, що поширюється уздовж розряду, створюваного НВЧ плазмотроном, і визначені її параметри. Проведений теоретичний аналіз явища поширення хвилі уздовж осі центрального каналу підтвердив результати експерименту.

3. Вперше встановлено характер розподілу НВЧ поля в розряді коаксіального НВЧ плазмотрона і досліджено зв'язок його поведінки з особливостями конструкції і режимами роботи плазмотрона.

4. Встановлена відмінність у феноменології НВЧ розрядів, створюваних у коаксіальному НВЧ плазмотроні при подаванні газу по міжелектродному проміжку і при подаванні його по каналу у внутрішньому електроді. Виявлено, що в першому випадку розряд має тільки факельну форму, незалежно від режимів роботи плазмотрона, а в другому випадку розряд може приймати шнурову чи факельну форму в залежності від величини витрати аргону. Ці результати спостереження пояснені з залученням понять газової динаміки струменів, що витікають із круглого отвору.

5. Встановлено, що розряд поглинає більшу частину підведеної до нього потужності практично при всіх режимах живлення, причому виявлені умови максимального поглинання (до 80-90%) НВЧ потужності в розряді при фіксованому рівні витрат плазмостворювального газу.

6. Вперше прямим способом виміряно температуру газу безпосередньо в плазмі НВЧ розряду й отримано профілі розподілу температури Т_г уздовж осі розряду при продуві газу по міжелектродному проміжку.

7. Виявлено новий тип електродного розряду, що збуджується при атмосферному тиску. Він створюється в моделі НВЧ коаксіального плазмотрона, у якому внутрішній провідник коаксіалу продовжений у вільний простір як штир-антена. Виявлено, що з підвищенням рівня підведеної потужності НВЧ розряд структурується у вигляді сфер по азимутальній координаті, що супроводжується збільшенням коефіцієнта поглинання потужності. Доведено, що причиною структурування розряду є вибір плазмовою структурою енергетично вигідної форми.

Публікації автора:

1. Кириченко А.Я., Суворова О.А. Визуализация поля в ближней зоне излучателей СВЧ с помощью вибрирующей струны // Радиофизика и электроника. – 2000. – т.5, №1. – С.31-35.

2. Кириченко А.Я., Моторненко А.П., Русанов А.Ф., Суворова О.А., Яковенко В.М. Электромагнитное поле в плазменной струе СВЧ плазмотрона // ЖТФ. – 2001. - т.71, №4. – С.23-27.

3. Кириченко О.Я., Моторненко О.П., Суворова О.О. Вплив режимів роботи на електромагнітні поля НВЧ плазмотрона // УФЖ. – 2001. - т.46, №7. – С. 689-693.

4. Кириченко А.Я., Мартынюк С.П., Моторненко А.П., Скуратовский И.Г., Суворова О.А. Инициированный сферический СВЧ разряд при атмосферном давлении // Письма в ЖТФ. – 2002. – т. 28, вып. 15. – С.55-60.

5. Кириченко А.Я., Моторненко А.П., Суворова О.А. Структура разряда, формируемого СВЧ коаксиальным плазмотроном при подаче газа по каналу во внутреннем электроде // Физика плазмы. – 2003. – т.29, №6. – С. 566-572.

6. Кириченко А.Я., Моторненко А.П., Суворова О.А. Влияние струи плазмообразующего газа на структуру разряда в СВЧ плазмотроне // Радиофизика и электроника. – 2001. – т.6, №2-3. – С. 252-255.

7. О.А. Суворова. Енергетичні характеристики розряду НВЧ // Вісник Львів. Ун-ту, сер. фізична. - 2001. – вип. 34. – С. 296-301.

8. A.Ya. Kirichenko, O.A. Suvorova. Vibratory string as a perturbation body to a measurement electromagnetic field of microwave radiators. // Proc. Third International Kharkov Symposium "Physics and Engineering of Millimeter and Submillimeter Waves" (MSMW 98). - Kharkov (Ukraine). – 1998. - Vol.2. - P. 742-743.

9. Кириченко А.Я., Моторненко А.П., Суворова О.А. Измерение СВЧ полей в струе плазмотрона. // Материалы 10^ой Крымской Междунар. конф. "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМико 2000). - Севастополь (Украина). – 2000. - С.501-502.

10. Кириченко А.Я., Суворова О.А. «Интегральные электродинамические характеристики коаксиального СВЧ плазмотрона» // Материалы 11^ой Крымской Междунар. конф. "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии", (КрыМико 2001). - Севастополь (Украина). – 2001. - С. 228-229.

11. О.А. Суворова. Енергетичні характеристики розряду НВЧ. // Тези доповідей Міжнар. конференції студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики «Евріка - 2001». - Львів (Україна) – 2001. - С. 69.

12. О.Суворова. Явище структурування факельного надвисокочастотного розряду. // Збірник тез Всеукраїнської конференції молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики «Евріка – 2002». Львів (Україна). – 2002. - С. 167-168.

13. Кириченко А.Я., Моторненко А.П., Суворова О.А. Поля и структура неравновесного разряда СВЧ плазмотрона. // Материалы 12^ой Крымской Междунар. конф. "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии" (КрыМико 2000). - Севастополь (Украина). – 2002 - С.217-218.