Разработка комплекса СВЧ диагностики низкотемпературных атмосферных плазменных струй

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-22-20065

НазваниеРазработка комплекса СВЧ диагностики низкотемпературных атмосферных плазменных струй

Руководитель Астафьев Александр Михайлович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" , г Санкт-Петербург

Конкурс №65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-403 - Радиофизика, статистическая радиофизика

Ключевые слова электронная концентрация, частота соударений, комплексная проводимость, комплексная диэлектрическая проницаемость, объемный резонатор, резонансная частота, добротность, поперечно электрическое (ТЕ) поле, поперечно магнитное (ТМ) поле, линейная антенна, диаграмма направленности, барьерный разряд, тлеющий разряд, плазменная струя

Код ГРНТИ29.35.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
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.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Астафьев А.М., Альтмарк А.М., Лесив Н.А., Чирцов А.С. Development of a Complex for Microwave Diagnostics of Low-Temperature Atmospheric Plasma Jets 2022 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech), 2022 International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech) , 2022, pp. 203-206, doi: 10.1109/EExPolytech56308.2022.9950891. (год публикации - 2022)
10.1109/EExPolytech56308.2022.9950891.

2. Астафьев А.М., Чирцов А.С., Кудрявцев А.А. Многофункциональный комплекс для диагностики нелокальной плазмы Труды 29-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ – 2022», Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Санкт-Петербург., Труды 29-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ – 2022», Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Санкт-Петербург, с. 12-15 (год публикации - 2022)

3. Астафьев А.М., Альтмарк А.М., Лесив Н.А., Чирцов А.С. Диагностика атмосферных плазменных струй барьерного разряда в потоке аргона и гелия в цилиндрическом СВЧ резонаторе Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника, Санкт-Петербург, Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2023 Т. 26, № 3 С. 122–135 (год публикации - 2022)
10.32603/1993-8985-2023-26-3-122-135

4. Астафьев А.М., Чирцов А.С. Лесив Н.А., Альтмарк А.М. Radiation pattern of a system consisting of a short linear antenna and an extended plasma jet PLASMA PHYSICS AND PLASMA TECHNOLOGY (PPPT-9), Minsk, Belarus, Plasma physics and plasma technology (PPPT-10): Contributed papers, Minsk, Belarus, 12–16 September 2022. – Minsk, Belarus, 2022. – P. 289-292. (год публикации - 2022)

5. Астафьев А.М., Чирцов А.С. Лесив Н.А., Альтмарк А.М. CHARACTERISTICS OF A CYLINDRICAL PLASMA ANTENNA SYSTEM AND ITS ANALYSIS PLASMA PHYSICS AND PLASMA TECHNOLOGY (PPPT-9), Minsk, Belarus, Plasma physics and plasma technology (PPPT-10): Contributed papers, Minsk, Belarus, 12–16 September 2022. – Minsk, Belarus, 2022. – P. 285-288. (год публикации - 2022)

6. Астафьев А.М., Чирцов А.С., Альтмарк А.М., Лесив Н.А. Diagnostics of Atmospheric-Pressure Plasma Jets in a Cylindrical Microwave Cavity Resonator 2022 IEEE 8th All-Russian Microwave Conference (RMC), A. Astafiev, A. Chirtsov, A. Altmark and N. Lesiv, "Diagnostics of Atmospheric-Pressure Plasma Jets in a Cylindrical Microwave Cavity Resonator," 2022 IEEE 8th All-Russian Microwave Conference (RMC), Moscow, Russian Federation, 2022, pp. 390-393 (год публикации - 2023)
10.1109/RMC55984.2022.10079628

7. Астафьев А.М., Альтмарк А.М., Лесив Н.А., Чирцов А.С. ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ СИСТЕМЫ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ КОРОТКОЙ ЛИНЕЙНОЙ АНТЕННЫ И ПРОТЯЖЕННОЙ ПЛАЗМЕННОЙ СТРУИ Cборник докладов XXVIII Всероссийской открытой научной конференции. Редколлегия: Д.С. Лукин, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова [и др.]. Йошкар-Ола, 2023 Издательство: Поволжский государственный технологический университет (Йошкар-Ола), В сборнике: Распространение радиоволн. Cборник докладов XXVIII Всероссийской открытой научной конференции. Редколлегия: Д.С. Лукин, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова [и др.]. Йошкар-Ола, 2023. С. 373-376. (год публикации - 2023)

8. Астафьев А.М., Альтмарк А.М., Лесив Н.А., Чирцов А.С., Кудрявцев А.А., Шабанов Г.Д. MICROWAVE DIAGNOSTICS OF THE GATCHINA DISCHARGE AND ITS LONG-LIVED AFTERGLOW Atmosphere, Ionosphere, Safety. Proceedings of VIII International Conference, Eds. O.P. Borchevkina, M.G. Golubkov and I.V. Karpov. — Kaliningrad: Algomat, 2023. — 362 p., Atmosphere, Ionosphere, Safety. Proceedings of VIII International Conference, Kaliningrad: Algomat, pp 280-284, 2023 (год публикации - 2023)

9. Астафьев А.М., Альтмарк А.М., Лесив Н.А., Чирцов А.С. Комплекс сверхвысокочастотной диагностики холодных атмосферных плазменных струй Оптика и спектроскопия (год публикации - 2023)

Публикации