Радиочастотная диагностика распадающейся плазмы в “гигантской” коаксиальной линии на большой плазменной установке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Для лабораторного моделирования эффектов взаимодействия сверхширокополосных электромагнитных импульсов с частично ионизированной атмосферой и ионосферой на крупномасштабном стенде “Крот” (ИПФ РАН) создан новый научный инструмент: “гигантская” коаксиальная линия длиной 10 м и диаметром 1.4 м, заполняемая распадающейся плазмой индукционного разряда. Описано применение двух радиочастотных методов волновой диагностики — отсечки и фазового интерферометра, позволяющих определять концентрацию плазмы, заполняющей линию, в широком диапазоне значений Ne = 107—1011 см−3. Результаты измерений сопоставляются с данными, полученными контактной диагностикой — зондом с СВЧ-резонатором. Интерферометрический метод реализован с учетом неоднородного распределения концентрации плазмы как вдоль, так и поперек передающей линии, которая в рабочем диапазоне частот импульсных и непрерывных диагностических сигналов представляет собой сверхразмерный коаксиальный волновод. Обсуждаются особенности применения и ограничения контактных (зондовых) и бесконтактных (волновых) методов диагностики с учетом неоднородного распределения плазмы в коаксиальной линии и особенностей ее конструкции.

Об авторах

И. Ю. Зудин

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Автор, ответственный за переписку.
Email: zudiniy@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

В. В. Кочедыков

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Email: v.kochedykov@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

М. Е. Гущин

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Email: zudiniy@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

А. В. Стриковский

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Email: zudiniy@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

С. В. Коробков

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Email: zudiniy@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

А. Н. Катков

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Email: zudiniy@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

И. А. Петрова

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Email: zudiniy@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

И. М. Вершинин

Федеральный исследовательский центр “Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН”

Email: zudiniy@ipfran.ru
Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Зворыкин В.Д., Левченко А. О., Устиновский Н. Н., Сметанин И. В. // Письма ЖЭТФ. 2010. Т. 91. С. 244. doi: 10.1134/S002136401005005X.
  2. Москвитина Ю.К., Загинайлов Г. И., Ткаченко В. И. // ЖТФ. 2014. Т. 84. С. 119.
  3. Андреев С.Е., Богданкевич И. Л., Гусейн-Заде Н.Г., Ульянов Д. К. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 165. doi: 10.31857/S0367292122600789.
  4. Карташов И.Н., Кузелев М. В. // ЖЭТФ. 2022. Т. 161. С. 281. doi: 10.31857/S0044451022020134.
  5. Cao Y., Leopold J. G., Bliokh Yu.P., Leibovitch G., Krasik Ya.E. // Phys. Plasmas. 2021. V. 28. P. 062307. doi: 10.1063/5.0052963.
  6. Zuev A.D., Smolin A. G. // Tech. Phys. Lett. 1997. V. 23. P. 535. doi: 10.1134/1.1261737.
  7. Polman J. // Rev. Sci. Instrum. 1967. V. 38. P. 1631. doi: 10.1063/1.1720623.
  8. Stenzel R.L. // Rev. Sci. Instrum. 1976. V. 47. P. 603. doi: 10.1063/1.1134697.
  9. Артеменко С.Н., Августинович В. А., Жуков А. А. // Изв. вузов. Физика. 2011. V. 54. P. 239.
  10. Yoshida Y. // Rev. Sci. Instrum. 1998. V. 69. P. 2032. doi: 10.1063/1.1148894.
  11. Солдатов А.В., Терехин В. А. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. С. 927. doi: 10.7868/S0367292116090092.
  12. Солдатов А.В. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 740. doi: 10.1134/S0367292118090159.
  13. Gushchin M.E., Korobkov S. V., Strikovskiy A. V., Aidakina N. A., Zudin I. Yu., Terekhin V. A., Terekhin A. V., Soldatov A. V., Belov A. S. // AIP Adv. 2019. V. 9. P. 125051. doi: 10.1063/1.5131822.
  14. Gushchin M., Palitsin A., Strikovskiy A., Zudin I., Korobkov S., Loskutov K., Gromov A., Goykhman M., Rodin Y., Korchagin V., Kornishin S., Kotov A., Kuzin A., Terekhin V. // Appl. Sci. (MDPI). 2022. V. 12. P. 59. doi: 10.3390/app12010059.
  15. Гойхман М.Б., Громов А. В., Гундорин В. И., Гущин М. Е., Зудин И. Ю., Коршинин С. Ю., Коробков С. В., Котов А. В., Кузин А. В., Лоскутов К. Н., Палицин А. В., Стриковский А. В., Мареев Е. А. // ДАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 503. С. 3. doi: 10.31857/S2686740022020067.
  16. Коробков С.В., Гущин М. Е., Стриковский А. В., Вершинин И. М., Зудин И. Ю., Лоскутов К. Н., Николенко А. С., Палицин А. В., Громов А. В., Гойхман М. Б., Мареев Е. А. // ДАН. Физика, технические науки. 2023. Т. 510. С. 16. doi: 10.31857/S2686740023030100.
  17. Carlile R.N., Cavalli A., Cramer W. L., Hyde R. M., Seidler W. A. // IEEE Transac. Antennas Propagation. 1979. V. AP-27. P. 596. doi: 10.1109/TAP.1979.1142150.
  18. Айдакина Н.А., Галка А. Г., Гундорин В. И., Гущин М. Е., Зудин И. Ю., Коробков С. В., Костров А. В., Лоскутов К. Н., Могилевский М. М., Привер С. Э., Стриковский А. В., Чугунин Д. В., Янин Д. В. // Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58. С. 331. doi: 10.7868/S0016794018030033.
  19. Конин В.В. // Проектирование фазированных антенных решеток / Ред. Д. И. Воскресенский. М.: Радиотехника, 2012.
  20. Денисов В.П., Исаев В. А., Смирнов А. И. // Физика плазмы. 1987. Т. 13. С. 229.
  21. Cohen L. Time-frequency analysis. New Jersey: Prentice Hall PTR, 1995.
  22. Signal processing. https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/signal.htm
  23. Хилд М., Уортон С. Микроволновая диагностика плазмы. М.: Атомиздат, 1968.
  24. Александров А.Ф., Богданкевич Л. С., Рухадзе А. А. Основы электродинамики плазмы. М.: Высшая школа, 1978.
  25. Raju G.G. // IEEE Transactions Dielectrics Electrical Insulation. 2004. V. 11. P. 649. doi: 10.1109/TDEI.2004.1324355.
  26. Phelps A.V. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1991. V. 20. P. 557. doi: 10.1063/1.555889.
  27. Голант В.Е., Жилинский А. П., Сахаров И. Е. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977.
  28. Колданов В.А., Коробков C. В., Гущин М. Е., Костров А. В. // Физика плазмы. 2011. Т. 37. С. 729.
  29. Galka A.G., Yanin D. V., Kostrov A. V., Priver S. E., Malyshev M. S. // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. P. 1245011—6. doi: 10.1063/1.5082169.
  30. Галка А.Г., Костров А. В., Малышев М. С. // ЖТФ. 2023. Т. 93. С. 81. doi: 10.21883/JTF.2023.01.54066.192-22.
  31. Пономарев А.В., Ульянов Д. К. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 576. doi: 10.31857/S0367292122601485.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024