Радіофізика та електроніка, 2017, № 3http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1301832024-03-29T10:34:00Z2024-03-29T10:34:00ZОценка диэлектрической проницаемости и поверхностного натяжения органических и синтетических смазочно-охлаждающих жидкостейХмель, Н.В.Колесников, В.Г.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1301942018-02-09T01:03:23Z2017-01-01T00:00:00ZОценка диэлектрической проницаемости и поверхностного натяжения органических и синтетических смазочно-охлаждающих жидкостей
Хмель, Н.В.; Колесников, В.Г.
Цель данной работы заключалась в определении эффективности контроля биологического заражения СОЖ на органической и синтетической основе по диэлектрической проницаемости, а также поверхностному натяжению с учетом структурно-функциональных особенностей микрофлоры.
В рамках настоящей работы с помощью микроволновой диэлектрометрии были проведены измерения диэлектрической проницаемости и поверхностного натяжения органических и синтетических СОЖ как свежеприготовленных (контрольных), так и отработанных (опытных) образцов. Биологический анализ морфологических особенностей микрофлоры осуществлялся путем подсчета колоний образующих единиц с последующим микроскопированием.; Метою цієї роботи є визначення ефективності контролю біологічного зараження МОР на органічній та синтетичній основі за параметрами діелектричної проникності, а також поверхневого натягу з урахуванням структурно-функціональних особливостей мікрофлори.
У рамках роботи за допомогою методу мікро-хвильової діелектрометрії були проведені вимірювання діелект-ричної проникності та поверхневого натягу органічних та синтетичних МОР – щойно виготовлених (контрольних) та відпрацьованих (дослідних) зразків. Біологічний аналіз морфологічних особливостей мікрофлори здійснювався шляхом підрахунку колоній утворюючих одиниць з наступним мікроскопуванням.; The aim of this work is the determination of efficiency of control of biological contamination of organic and synthetic lubricants via permittivity and surface tension and also structural and functional characteristic of the microflora. In this work we have carried out measurements of permittivity and surface tension of organic and synthetic lubricants (freshly prepared and worked-out) by means of microwave dielectrometry. Biological analysis of the microflora’s morphological particularities has been fulfilled by calculation of bacterial colonies with subsequent determination of cells via a microscope.
According to the experimental data the increase of bound water in the system of worked-out lubricant and microflora in comparison with freshly prepared samples was observed. We revealed the decrease of permittivity and surface tension in synthetic worked-out lubricant perhaps by reason of contamination by gram-positive nonspore-forming bacteria.
According to the fulfilled measurements the lubricants’ quality control can be a marker for a timely replacement of low-quality lubricants and for a decrease of defective goods.
2017-01-01T00:00:00ZГазоразрядные лазеры терагерцевого диапазонаДзюбенко, М.И.Каменев, Ю.Е.Радионов, В.П.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1301932018-02-09T01:03:07Z2017-01-01T00:00:00ZГазоразрядные лазеры терагерцевого диапазона
Дзюбенко, М.И.; Каменев, Ю.Е.; Радионов, В.П.
В работе приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований газоразрядных лазеров терагерцевого диапазона, обобщены многочисленные исследования особенностей их работы. Представлен ряд новых разработок, направленных на повышение эффективности и расширение функциональных возможностей газоразрядных терагерцевых лазеров. Разработаны новые способы накачки газоразрядных лазеров. Предложены новые технические решения, позволяющие повысить мощность и КПД лазера благодаря оптимизации процесса синтеза активного вещества и устранению негативного влияния побочных продуктов синтеза. Разработаны методики моделирования формы импульсов лазерной генерации в лазерах с накачкой импульсным током и переменным током низкой частоты. Предложены и созданы новые типы лазерных резонаторов и новые разновидности зеркал. Разработаны лазерные резонаторы с зеркалами, не требующими точной юстировки. Предложены частично прозрачные зеркала в виде плоских периодических структур, сочетающие в себе функции вогнутых зеркал и фокусирующих линз, что позволяет снизить дифракционные потери лазерного излучения. Представлены резонаторы с новыми принципами плавной регулировки вывода излучения. Разработаны много-частотные лазеры и системы плавной регулировки частоты их излучения без использования частотно-измерительной аппаратуры. Все это позволило улучшить параметры терагерцевых лазеров и расширить область их применения. Представлены некоторые сферы применения ТГц-лазеров, в частности в медицинских целях и в области измерений. Разработаны новые способы измерения показателей преломления различных веществ и материалов в терагерцевом диапазоне с использованием разработанных лазеров.; В роботі наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень газорозрядних лазерів ТГц-діапазону, узагальнено численні дослідження особливостей їх роботи. Представлено низку розробок, спрямованих на підвищення ефективності та розширення функціональних можливостей газорозрядних ТГц-лазерів. Розроблено нові способи накачування газорозрядних лазерів. Запропоновано нові технічні рішення, що дозволяють підвищити потужність і ККД лазера завдяки оптимізації процесу синтезу активної речовини та усуненню негативного впливу побічних продуктів синтезу. Розроблено методики моделювання форми імпульсів генерації в лазерах з накачуванням імпульсним струмом і змінним струмом низької частоти. Запропоновано та створено нові типи лазерних резонаторів і нові різновиди дзеркал. Розроблено лазерні резонатори з дзеркалами, що не вимагають ретельного юстування. Запропоновано частково прозорі дзеркала у вигляді плоских періодичних структур, що поєднують в собі функції увігнутих дзеркал і фокусуючих лінз, що дозволяє знизити дифракційні втрати лазерного випромінювання. Представлено резонатори з новими принципами плавного регулювання виведення випромінювання. Розроблено багаточастотні лазери і системи плавного регулювання частоти їх випромінювання без використання частотовимірювальної апаратури. Все це дозволило поліпшити параметри ТГц-лазерів і розширити область їх застосування. Представлено деякі галузі застосування ТГц-лазерів, зокрема в медичних цілях і в області вимірювань. Розроблено нові способи вимірювання показників заломлення різних речовин і матеріалів у ТГц-діапазоні з використанням створених лазерів.; The results of experimental and theoretical studies of gas-discharge THz-lasers, and numerous studies of the features of their work have been summarized in the paper. A number of new developments aimed at increasing the efficiency and expanding the functionality of gas-discharge terahertz lasers have been presented. New methods of pumping gas-discharge lasers, which were developed, have been presented. We have proposed new technical solutions which allow increasing the power and efficiency of the laser by optimizing the synthesis of the active substance and eliminating the negative impact of synthesis by-products. New methods for modeling the shape of laser pulses in lasers pumped with pulsed current and alternating low-frequency current have been presented. New types of laser resonators and new varieties of mirrors have been proposed and created and they have been presented in this work. Laser resonators with mirrors that do not require accurate alignment have been developed. Partially transparent mirrors, in the form of flat periodic structures that combine the functions of concave mirrors and focusing lenses, have been proposed. These mirrors can reduce the diffraction loss of laser radiation. Resonators with new principles of smooth regulation of radiation output from them, have been presented. Multifrequency lasers have been developed. Systems for the smooth adjustment of the frequency of electromagnetic laser radiation, in which adjustment is carried out without the use of frequency measuring equipment, have been designed for these lasers. All these new developments, presented here, have made it possible to improve the parameters of terahertz lasers and to expand their field of application. Some applications of THz lasers, in particular medical applications and in the field of measurement have been presented. New ways of measuring the refractive indices of various substances and materials in the THz range, using the developed lasers, have also been presented in this work.
2017-01-01T00:00:00ZАнализ характеристик двухчастотных (трехчастотных) антенн с реактивными нагрузкамиОвсяников, В.В.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1301922018-02-09T01:03:13Z2017-01-01T00:00:00ZАнализ характеристик двухчастотных (трехчастотных) антенн с реактивными нагрузками
Овсяников, В.В.
Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования распределения амплитуды комплексного тока, входных сопротивлений, коэффициента стоячей волны по напряжению и диаграмм направленности многочастотных и двух-частотных линейных проволочных антенн СВЧ-диапазона с четвертьволновыми коаксиальными, двухпроводными шунтами и с сосредоточенными реактивными нагрузками. В результате исследований выяснено, что при постоянной длине четвертьволнового шунта, прикрепленного к антенне, и при разных размерах антенны относительно шунта она может приобретать или терять свойство многочастотности: при длине проволочного стержня, выступающего за пределы шунта, равной нечетному числу четвертей короткой волны верхнего частотного диапазона, режим многочастотности соблюдается; в противном случае режим многочастотности отсутствует.
Предложен и проверен экспериментально принцип устранения отмеченного недостатка и создания двухчастотных антенн для работы с произвольным соотношением совмещаемых частот. Этот принцип заключается в корректировке электрической длины указанного проволочного стержня антенны, выступающего за пределы шунта, путем последовательного включения в его разрыв сосредоточенной реактивной нагрузки, значение которой должно удовлетворять двум условиям: созданию максимальной разности потенциалов в раскрыве шунта на верхней рабочей частоте и обеспечению режима последовательного резонанса антенны на нижней частоте. Приведены результаты исследования в виде таблиц и графиков распределения тока, входных сопротивлений, коэффициента стоячей волны по напряжению и диаграмм направленности подобных антенн, а также значений индуктивных нагрузок, рассчитанных по предложенному выражению и включаемых последовательно в выступающую часть стержня антенны за пределами шунта.
Экспериментально проверен предложенный метод расчета и оптимизации подобных двухчастотных антенн для работы с произвольным соотношением совмещаемых частот. Отмечено, что исследованная двухчастотная антенна с двухпроводными линейными шунтами и с включенными индуктивными нагрузками является одним из перспективных вариантов при разработке малогабаритных двухчастотных антенн и антенных решеток в микрополосковом исполнении.; Наведено результати теоретичного та експериментального дослідження розподілу амплітуди комплексного струму, вхідних опорів, коефіцієнту стоячої хвилі за напругою і діаграм спрямованості багаточастотних і двочастотних лінійних дротових антен НВЧ-діапазону з чвертьхвильовими коаксіальними, двопровідними шунтами і з зосередженими реактивними навантаженнями. У результаті досліджень з’ясовано, що при постійному розмірі чвертьхвильового шунта багаточастотних антен, прикріпленого до антени, і при різних розмірах антени щодо шунта, вона може набувати або втрачати властивість багаточастотності: при довжині дротяного стержня, що виступає за межі шунта на непарне число чвертей короткої хвилі верхнього частотного діапазону, режим багато-частотності дотримується. В іншому випадку режим багаточастотності не зберігається. Запропоновано і перевірено експериментально принцип усунення зазначеного вище недоліку і створення двочастотних антен для роботи з довільним співвідношенням частот, що суміщаються. Цей принцип полягає в доопрацюванні електричної довжини зазначеного дротяного стержня антени, який виступає за межі шунта, шляхом послідовного включення в його розрив зосередженого реактив-ного навантаження, значення якого повинно відповідати двом умовам: cтворенню максимальної різниці потенціалів у роз-криві шунта на верхній робочій частоті і забезпеченню режиму послідовного резонансу антени на нижній робочій частоті. Наведено результати дослідження у вигляді таблиць і графіків розподілу струму, вхідних опорів, коефіцієнту стоячої хвилі за напругою і діаграм спрямованості подібних антен, а також значень індуктивних навантажень, розрахованих за пропонованим методом і які включаются послідовно у виступаючу частину стержня антени за межами шунта. Експериментально перевірено запропонований метод розрахунку та оптимізації двочастотних антен для роботи з довільним співвідношенням частот, які суміщаються. Зазначено, що досліджена двочастотна антена з двопровідними лінійними шунтами і з включеними індуктивними навантаженнями є одним з перспективних варіантів для розробки малогабаритних двочастотних антен і антенних решіток у мікросмужковому виконанні.; The results of a theoretical and experimental study of the distribution of the amplitude of a complex current, input resistances, the standing wave voltage coefficient, and the directional patterns of multifrequency and two-frequency linear microwave wire antennas with quarter-wave coaxial, two-wire shunts and with concentrated reactive loads are presented. As a result of the research, it was found that with a constant size of a quarter-wave shunt attached to the antenna and with different sizes of the antenna relative to the shunt, it can acquire or lose the multifrequency property. Namely, with the length of the wire rod protruding beyond the shunt equal to an odd number of quarters of the short wave of the upper frequency range the multifrequency mode is observed. Otherwise, the multifrequency mode is not respected. The principle of eliminating the drawback noted above and the creation of two-frequency antennas for working with an arbitrary ratio of co-placed frequencies is proposed and tested experimentally. This principle consists in adjusting the electrical length of the wire rod of the antenna that protrudes beyond the shunt by sequentially including a concentrated reactive load in its rupture, the value of which must satisfy two conditions. Namely, the condition for creating the maximum potential difference in the opening of the shunt at the upper operating frequency and the condition for ensuring the mode of successive resonance of the antenna at the lower operating frequency. The results of the research are presented in the form of tables and graphs of current distribution, input resistances, VSWR and directional patterns of similar antennas, as well as the values of inductive loads calculated according to the proposed expression and included in the protruding part of the antenna rod outside the shunt. The proposed method for calculating and optimizing two-frequency antennas for working with an arbitrary ratio of compatible frequencies was experimentally tested. It is noted that the investigated two-frequency antenna with two-wire linear shunts and with included inductive loads, is one of the promising options for the development of small-size dual-frequency antennas and antenna arrays in microstrip performance.
2017-01-01T00:00:00ZНовый тип электронного прибора – гиротон на гофрированном резонатореКолосов, C.В.Кураев, А.А.Зайцева, И.Е.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/1301912018-02-09T01:03:12Z2017-01-01T00:00:00ZНовый тип электронного прибора – гиротон на гофрированном резонаторе
Колосов, C.В.; Кураев, А.А.; Зайцева, И.Е.
В статье описан новый тип электронного прибора – гиротон на гофрированном резонаторе. В данном приборе не происходит пространственная группировка электронного потока, однако имеется возможность достижения высокого коэффициента преобразования мощности электронного потока в мощность электромагнитной вращающейся волны. Прямолинейный на входе в прибор электронный поток за счет начального отклонения его от оси замедленной TM₁₁-волны отдает свою продольную энергию этой же волне с КПД более 80 %. Описанный в статье метод сводит 3D-задачу к 1D-задаче, что повышает скорость и точность решения краевой задачи. Разработанная математическая модель является основой для компьютерной программы расчета и оптимизации процессов взаимодействия релятивистских электронных потоков с полями нерегулярных круглых волноводов Gyro-K, которая входит в программный комплекс КЕДР.
Разработанная математическая модель процессов взаимодействия релятивистского электронного потока с полями нерегулярных круглых волноводов и резонаторов позволяет провести теоретический анализ работы гиротона-генератора с гофрированным резонатором. Как результат, в статье продемонстрирована возможность обеспечения электронного КПД более 80 % и выходной мощности до 30 МВт для разработанной математической модели гиротона на гофрированном резонаторе.; У статті описаний новий тип електронного приладу - гіротон на гофрованому резонаторі. У даному приладі не відбувається просторове групування електронного потоку, однак є можливість досягнення високого коефіцієнта перетворення потужності електронного потоку на потужність електро-магнітної хвилі, що обертається. Прямолінійний на вході у прилад електронний потік за рахунок початкового відхилення його від осі сповільненої TM₁₁-хвилі віддає свою подовжню енергію цій же хвилі з ККД більше 80 %. Описаний в статті метод зводить 3D-задачу до 1D-задачі, що підвищує швидкість і точність розв’язання крайової задачі. Розроблена математична модель є основою для комп'ютерної програми розрахунку та оптимізації процесів взаємодії релятивістських елект-ронних потоків з полями нерегулярних круглих хвилеводів Gyro-K, яка входить до програмного комплексу КЕДР.
Розроблено математичну модель процесів взаємодії релятивістського електронного потоку з полями нерегулярних круглих хвилеводів і резонаторів, яка дозволяє виконати теоретичний аналіз роботи гіротона-генератора з гофрованим резонатором. Як результат, в статті продемонстровано можливість забезпечення електронного ККД більше 80 % і вихідної потужності до 30 МВт для розробленої математичної моделі гіротона на гофрованому резонаторі.; The article describes a new type electronic device - gyroton on a corrugated resonator. In this device there is no spatial grouping of the electron beam, but it is possible to achieve a high conversion factor of the power of the electron beam into the power of the electromagnetic rotating wave. Straight-line at the input of the device, the electron beam gives its longitudinal energy to the same wave with an efficiency of more than 80 % due to its initial deviation from the axis of the slowed down TM₁₁-wave. The me-thod described in the article reduces the 3D-problem to the 1D-problem, which increases the speed and accuracy of the solution of the boundary value problem. The developed mathematical model is the basis for a computer program for calculating and optimizing the interaction of relativistic electron flows with the fields of irregular round waveguides Gyro-K, which is a part of the software complex KEDR.
The developed mathematical model of interaction processes of the relativistic electron beam with the fields of irregular circular waveguides and resonators makes it possible to carry out a theoretical analysis of the operation of a gyrotron generator with a corrugated resonator. As a result, the article demonstrated the possibility of providing an electronic efficiency of more than 80% and an output power of up to 30 MW for the developed gyroton mathematical model on a corrugated resonator.
2017-01-01T00:00:00Z