Данилов Юрий Юрьевич
старший научный сотрудник,
к.ф.-м.н.
Образование:
- в 1996 г. окончил радиофизический факультет ННГУ им. Н.И. Лобачевского со степенью магистра по специальности “Физика”;
- 1996–1999 гг. – аспирантура ННГУ им. Н.И. Лобачевского;
- в 2003 г. защитил в ИПФ РАН диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук по теме “Пассивные резонансные компрессоры микроволновых импульсов”, научные руководители – М.И. Петелин, С.В. Кузиков;
- в 2005 г. окончил Волго-Вятскую академию государственной службы (г. Нижний Новгород) с квалификацией “Экономист” по специальности “Финансы и кредит”.
Область научных интересов:
Электродинамика СВЧ, электроника СВЧ, компрессия СВЧ импульсов.
Профессиональная карьера:
Основное место работы: ИПФ РАН,
1997–1999 гг. – инженер;
1999–2004 гг. – младший научный сотрудник;
2004–2012 гг. – научный сотрудник;
с 2012 г. по настоящее время – старший научный сотрудник.
Место работы по совместительству:
Волго-Вятская академия государственной службы, г. Нижний Новгород,
2003–2006 гг. – доцент.
Награды, премии, гранты.
- Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских учёных, 2005–2006 гг.
- Участник федеральных целевых программ:
1995–2001 гг. – Межотраслевая научно-техническая программа России “Физика микроволн”;
2002–2004 гг. – Федеральная целевая научно-техническая программа “Исследования и разработки по приоритетным исследованиям науки и техники” на 2002–2006 годы блока “Ориентированные фундаментальные исследования” раздела “Фундаментальные исследования в области физических наук”;
2009–2011 гг. – Федеральная целевая программа “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009–2013 годы.
- Участник 3 грантов Президента Российской Федерации по государственной поддержке ведущих научных школ в 2003–2005, 2006–2007 и 2008–2009 годах.
- Участник 16 грантов РФФИ (в 5 из них по настоящее время).
Педагогическая деятельность:
Волго-Вятская академия государственной службы, г. Нижний Новгород,
2003–2006 гг. – доцент по совместительству кафедры “Финансы и кредит”.
Количество публикаций:
59 публикаций, из них 17 статей в реферируемых журналах: “Applied Physics Letters”, “International Journal of Infrared and Millimeter Waves”, Известия ВУЗов “Радиофизика”, “Письма в Журнал технической физики”, “Журнал технической физики”.
Наиболее значительные работы и результаты:
1. В приложении к разработке систем питания линейных ускорителей и к тестированию различных электродинамических компонентов на высоком уровне мощности разработан и испытан компрессор микроволновых импульсов на основе трёхзеркального безотражательного резонатора, возбуждаемого волновым потоком посредством гофрировки одного из зеркал. На частоте 34 ГГц получена 4-кратная компрессия импульса с КПД 70%.
[1] M.I. Petelin, Yu.Yu. Danilov. Circular Cavities with Corrugated Mirrors Excited by Wave Beams // International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 1999. V.20. No.12. P.2023–2038.
[2] Ю.Ю. Данилов, С.В.Кузиков, В.Г. Павельев, Ю.И. Кошуринов, С.М. Лещинский. Компрессия микроволновых импульсов квазиоптическим резонатором с гофрированной стенкой // Письма в Журнал технической физики. 2001. Т.27. Вып.19. С.5–10.
2. В приложении к разработке систем питания линейных ускорителей и к тестированию различных электродинамических компонентов на высоком уровне мощности разработан и испытан компрессор микроволновых импульсов на основе открытого бочкообразного безотражательного резонатора, возбуждаемого волноводной модой посредством винтовой гофрировки стенки. На частоте 11.4 ГГц получена 4-кратная компрессия импульса с КПД 70%.
[1] Ю.Ю. Данилов, С.В. Кузиков, М.И. Петелин. К теории компрессора микроволновых импульсов на основе бочкообразного резонатора с винтовым гофром // Журнал технической физики. 2000. Т.70. Вып.1. С. 65–67.
[2] Ю.Ю. Данилов, С.В. Кузиков, В.Г. Павельев, Ю.И. Кошуринов. Компрессия микроволновых импульсов бочкообразным резонатором с винтовым гофром // Письма в Журнал технической физики. 2001. Т.27. Вып.6. С.59–64.
3. В приложении к разработке систем питания линейных ускорителей и к тестированию различных электродинамических компонентов на высоком уровне мощности, проведено численное моделирование компрессоров безотражательных резонаторов и их цепочек:
а) рассмотрено влияние ширины спектра микроволнового импульса на эффективность его компрессии безотражательным резонатором. Показано, что оптимальная временная зависимость частоты по мере сужения спектра приближается к линейной;
б) найдены оптимальные параметры резонаторов и закона модуляции исходного импульса, позволяющие повысить КПД компрессии по сравнению с существующими однорезонаторными системами. Для линейно модулированного по частоте импульса показано, что цепочка из 3 резонаторов может осуществить 4-кратную компрессию с КПД более 90%;
в) рассмотрено возбуждение резонатора импульсом, прошедшим сквозь цепочку безотражательных резонаторов. Для линейно модулированного по частоте импульса показано, что введение двухрезонаторного компрессора в 4 раза увеличивает энергию, накопленную в резонаторе, при той же эффективности его возбуждения.
[1] Ю.Ю. Данилов, М.Л. Тай. Компрессия микроволновых импульсов цепочкой резонаторов кольцевого типа // Журнал технической физики. 2001. Т.71. Вып.4. С.99–101.
[2] Ю.Ю. Данилов. Пассивная компрессия безотражательным резонатором микроволновых импульсов с ограниченным спектром // Журнал технической физики. 2012. Т.82. Вып.7. С.140–142.
[3] Ю.Ю. Данилов. Возбуждение резонатора микроволновым импульсом, прошедшим через безотражательный резонаторный компрессор // Журнал технической физики. 2012. Т.82. Вып.12. С.130–131.
4. Для линейных ускорителей следующего поколения предложена схема, основанная на распределённом квазиоптическом вводе когерентного микроволнового волнового потока в ускоряющую структуру нового типа: радиальный брэгговский резонатор. Моделирование показало возможность достижения высокого, до 150 МВ/м, темпа ускорения частиц при неразрушающей нагрузке на стенки ускоряющей структуры и эффективной фильтрации паразитных мод. Теоретический расчёт радиального брэгговского резонатора был подтверждён “холодным” экспериментом.
[1] M. Petelin, J. Hirshfield, Yu. Danilov, S. Kuzikov, V. Pavelyev, D. Schegolkov, and A. Yunakovsky. Components for Quasi-Optically-Fed Linear Accelerators // High Energy Density and High Power RF: 7th Workshop on High Energy Density and High Power RF, Kalamata, Greece, June 13–17, 2005 / Ed. D.K. Abe and G.S. Nusinovich, Melvill, New York, 2006. AIP Conference Proceedings. Vol.807. P.408–415.
5. Найдены оптимальные условия селективного возбуждения бочкообразного резонатора соосным ему двумерно-периодически перфорированным волноводом посредством двумерно-периодической перфорации в общей стенке. Вращающаяся мода H531 возбуждена в бочкообразном резонаторе с эффективностью 95% на частоте 30 ГГц. Такой селективный возбудитель может найти применение в процессе сборки гироклистронов и гиротронов для тестирования и отладки преобразователей их рабочих мод в гауссов пучок и зеркальных линий передачи.
[1] А.А. Богдашов, М.Ю. Голов, Ю.Ю. Данилов, М.И. Петелин. Перфорированный коаксиальный возбудитель высшей моды бочкообразного резонатора // Известия ВУЗов “Радиофизика”. 2006. Т.49. № 8. С.673–679.
[2] Ю.Ю. Данилов. Экспериментальное исследование перфорированного коаксиального возбудителя высшей моды бочкообразного резонатора // Письма в Журнал технической физики. 2007. Т.33. Вып.17. С.46–51.
6. Предложен метод повышения эффективности устройств на эффекте Тальбота путём коррекции спектра мод прямоугольного волновода, который заключается в изгибе поперечного сечения. Оптимизированный прямоугольный волновод с изогнутыми стенками на 50% расширяет полосу дистанционно управляемой антенны проекта ITER.
[1] G.G. Denisov, K.A. Fedorova, Yu.Yu. Danilov, S.V. Kuzikov, M.Yu. Shmelev, M.E. Plotkin. Efficiency Enhancement of Components Based on Talbot Effect // International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 2007. Vol.28. No.11. P.923–935.
7. Предложен входной резонатор для гироклистронов на несимметричных модах высокого порядка. Предложен метод предотвращения самовозбуждения входного резонатора гироклистрона на гармониках гирочастоты. Найдены оптимальные условия селективного возбуждения входного резонатора гироклистрона огибающим его прямоугольным волноводом посредством одномерно-периодической перфорации в общей стенке. Разработан и протестирован “холодный” входной резонатор на моде ТЕ711 для работающего в ИПФ РАН 35.5 ГГц мультимегаваттного гироклистрона.
[1] Ю.Ю. Данилов. Селективный перфорированный возбудитель моды шепчущей галереи бочкообразного резонатора // Известия ВУЗов “Радиофизика”. 2011. Т.54. № 8–9. С.696–700.
[2] Ю.Ю. Данилов. Входной резонатор гироклистрона на несимметричных модах высокого порядка // Письма в Журнал Технической Физики. 2012. Т.38. Вып.12. С.53–58.
8. Найдены оптимальные условия селективной связи между модами круглого и коаксиального волноводов посредством двумерно-периодической перфорации в общей стенке. Мода ТЕ01 круглого волновода преобразована во вращающуюся моду ТЕ51 коаксиального волновода, распространяющуюся в противоположном направлении, с эффективностью 97% на частоте 10 ГГц. Двумерно-периодические перфорированные ответвители и их комбинации могут функционировать как сумматоры/делители взаимно когерентных волн, а также как мультиплексеры и сумматоры/делители разночастотных волн. Такие системы могут найти применение в моноимпульсных радарах и линейных ускорителях следующего поколения.
[1] Ю.Ю. Данилов, М.И. Петелин, С. Тантави. Коаксиальный двумерно-периодический перфорированный направленный ответвитель // Известия ВУЗов “Радиофизика”. 2011. Т.54. № 11. С. 813–818.
9. Для определения предельно допустимого темпа ускорения в ускоряющей структуре коллайдера CLIC (CERN) проведены эксперименты по исследованию тепловой усталости поверхности меди при многократном импульсном микроволновом нагреве. На частоте 30 ГГц под действием 104–105 микроволновых импульсов (мощностью 20 МВТ и длительностью импульса до 200 нс) и нагреве на 190–250 0С за импульс был исследован процесс разрушения поверхности тестового медного резонатора.
[1] А.А. Вихарев, Н.С. Гинзбург, И.И. Голубев, Ю.Ю. Данилов, Н.И. Зайцев, А.К. Каминский, А.П. Козлов, С.В. Кузиков, Э.А. Перельштейн, Н.Ю. Песков, М.И. Петелин, С.Н. Седых, А.П. Сергеев, А.С. Сергеев. Эксперименты по импульсному нагреву медной поверхности на основе мощного 30-GHz мазера на свободных электронах // Письма в Журнал технической физики. 2011. Т.37. Вып.3. С.16–22.
10. Разработан и реализован мощный генератор с положительной обратной связью, основанный на двухрезонаторном гироклистронном усилителе на несимметричных модах ТЕ711 и ТЕ731 с внешней запаздывающей обратной связью. На частотах 30 ГГц и 35.4 ГГц экспериментально наблюдалась выходная пиковая мощность 1.5–2 МВт с длительностью 1 мкс. Использование селективной запаздывающей связи не только устраняет трудности, связанные с конкуренцией мод, но и обеспечивает контролируемое переключение мод в пределах полосы 1–2 ГГц.
[1] Y.M. Guznov, Y.Y. Danilov, S.V. Kuzikov, Y.V. Novozhilova, A.S. Svevchenko, N.I. Zaitsev, and N.M. Ryskin. Megawatt-power Ka-band gyroklystron oscillator with external feedback // Apllied Physics Letters. 2013. Vol.103. Issue 17. P.173505.
