автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.07, диссертация на тему:Метод контроля параметров эмиссионных материалов СВЧ устройств в процессе их производства и эксплуатации

На правах рукописи Королев Дмитрий Сергеевич

Метод контроля параметров эмиссионных материалов СВЧ устройств в процессе их производства и эксплуатации

Специальность: 05.12.07 - "Антенны, СВЧ устройства и их технологии".

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 9 СЕН 2011

Москва 2011

4854671

Работа выполнена на кафедре: "Лазерные и микроволновые информационные системы" Московского государственного института электроники и математики (Технического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Нефедов Владимир Николаевич

Официальный оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мухин Сергей Владимирович

кандидат технических наук Евдокимов Юрий Владимирович

Ведущая организация: Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) (МИРЭА), город Москва, проспект Вернадского, д.78

Защита состоится "20" октября 2011 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.212.133.06 Московского государственного института электроники и математики (Технического университета) по адресу: 109028, город Москва, Большой Трехсвятительский пер., д.З

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ Автореферат разослан "12" сентября 2011 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.212.133.06 кандидат технических наук, профессор

Н.Н. Грачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Анализ научных публикаций [1*-4*] показал, что параметры и успешное функционирование СВЧ устройств, используемых в радиолокации и радионавигации, приемо-передающих СВЧ устройств космической связи зависят от эмиссионной неоднородности катодных материалов используемых в этих устройствах.

Эмиссионная неоднородность материалов приводит к снижению токоотбора и как следствие к снижению выходной мощности, неравномерной тепловой нагрузки на коллектор и снижению КПД приборов. Пространственное распределение эмиссионной неоднородности катодных материалов приводит к возбуждению "паразитных" видов колебаний и увеличению шума, что отрицательно сказывается на характеристиках СВЧ устройств и их серийной пригодности [1М*].

Очевиден и интерес к разработке метода исследования поверхности эмиссионных материалов в условиях, когда применение традиционных методов, таких как OGE, SIMS, LEED невозможно, например, когда окружающая среда отрицательно сказывается на работоспособности исследовательского оборудования, при воздействии радиации или ионной бомбардировки. Разработка оперативного метода определения эмиссионной неоднородности катодных материалов, метода, позволяющего контролировать качество СВЧ устройств на всех этапах их производства и эксплуатации, является актуальной задачей, решению которой посвящена настоящая диссертационная работа.

Цель диссертационной работы является разработка оперативного не разрушаемого метода определения эмиссионной неоднородности катодных материалов в процессе их вакуумно-технологической обработки и эксплуатации, позволяющего контролировать и прошозировать выходные параметры СВЧ устройств различного назначения.

Цель достигается путём:

- обоснования выбора наиболее информационного параметра, характеризующего состояние эмиссионного материала в СВЧ приборах (клистронах, клистродах, лампах бегущей и обратной волны и т.д.);

- разработки математической модели исследования термоэмиссионного материала с учетом эмиссионной неоднородности;

- моделирования влияния погрешности регистрирующей аппаратуры на результат определения эмиссионной неоднородности и разработки метода интерпретации эмиссионного спектра катодных материалов СВЧ устройств;

-разработки программно-аппаратного комплекса для измерения эмиссионной неоднородности катодных материалов;

- проведения анализа результатов экспериментальных исследований эмиссионных материалов, используемых в современных СВЧ устройствах.

Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

- предложено уравнение токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности. По своей структуре уравнение токоотбора является интегральным уравнением Фредгольма 1-го рода, содержащее под знаком интеграла произведение двух функций - ядра, отражающего свойства электронно-оптической системы (ЭОС) и второго сомножителя, отражающего эмиссионные свойства материала (ТЭМ) - статистическую функцию распределения работы выхода (ФРРВ) поверхности катода;

- показано, что обратная задача - определение ФРРВ из результатов эмиссионных испытаний является некорректной. В результате традиционное решение задачи определение ФРРВ эмиттера из результатов эмиссионных испытаний, может сколь угодно сильно отличаться от истинного значения. Для обеспечения устойчивости решения и его сходимости к точному решению при погрешности регистрации исходной информации стремящейся к нулю, использована априорная информация об искомом решении - его положительность, ограниченность решения вместе с его производными;

- предложены два метода определения статистической функции распределения работы выхода (ФРРВ) эмиттера из результатов эмиссионных испытаний с учетом некорректности задачи. Первый метод связан с регуляризацией и минимизации функционала Тихонова. Второй метод основывается на применении быстрого преобразования Фурье для минимизации функционала Тихонова. Методом Монте-Карло доказана сходимость решения задачи определения статистической ФРРВ эмиттера из результатов эмиссионных испытаний к точному при погрешности, стремящейся к нулю. Показано, что адекватное определение ФРРВ в диапазоне 1 эВ из результатов эмиссионных испытаний возможно при регистрации ее с погрешностью порядка 0,001%;

- показано, что на основе анализа статистической ФРРВ можно определить химический и фазовый состав материала поверхности термоэлектронного эмиттера СВЧ приборов.

Методы исследования

Теоретические исследования проведены с использованием метода численного моделирования и статистического моделирования методом Монте-Карло. Экспериментальные исследования эмиссионных материалов выполнены эмиссионно-спектральным методом.

Достоверность научных положений, выводов, рекомендаций

подтверждается путем сравнения результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также их сравнением с результатами, опубликованными ранее в отечественных и зарубежных научных публикациях.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты:

1. Математическая модель токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности материала;

2. Методы определения эмиссионной неоднородности материала из результатов эмиссионных испытаний;

3. Математическая модель влияния величины погрешности регистрирующей аппаратуры на результат определения эмиссионной неоднородности материала;

4. Результаты экспериментальных исследований обезгаживания и активирование оксидных термоэмиссионных материалов, а так же отравления и активирования гексаборида лантана.

Практическая ценность результатов диссертации:

1. Разработан метод оперативного контроля эмиссионной неоднородности, позволяющий осуществлять оперативный контроль химического и фазового состава поверхности эмиссионных материалов СВЧ устройств в процессе вакуумно-термической обработки, активирования и эксплуатации;

2. Результаты работы использованы при разработке мощных СВЧ устройств специального назначения, а также при создании катодов компенсаторов холловских электродинамических двигателей для корректировки орбит космических аппаратов.

Публикации. По теме диссертационной работы сделано 7 докладов на отечественных и международных конференциях, опубликовано 7 статей, из них 3 статьи в рецензируемых журналах ВАК.

Реализация результатов диссертационной работы:

Результаты работы использованы при разработке пучково-плазменных СВЧ устройств оборонного назначения и электрореактивный холловских двигателей коррекции орбит космических аппаратов. Результаты подтверждены актами ФГУП ВЭИ имени В.И.Ленина и ОАО НТО "Контакт". Результаты диссертации внедрены в учебный процесс в МИЭМ (ТУ), что подтверждено актом.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях:

1. Коваленко Ю.А., Ермилов А.Н., Королев Д.С. "Закон токоотбора в сильноточных инжекторах электронов с учетом эмиссионной неоднородности термоэмиттеров". " 6-я школа молодых ученых" Москва ИЯИ им. Курчатова, 16-22 ноября 2008 г.;

2. Kovalenko Yu. A., Korolev D.S. Р2-38: Ill-posed problems of emission electronics. XI IEEE International Vacuum Electronics Conference IVEC 2010 18-22 May 2010. Monterey US. California. P. 297-298;

3. Kovalenko Y.A., Korolev D.S. ILL-Posed Problem of the Physical Electronics (SHCE-1-1-90022) 16-th International Symposium on High Current and 10-th International Conference on Modification of Material with Particle Beams and Plasma Flows Tomsk, Russian, 19-24 September 2010;

4. Коваленко Ю.А., Королев Д.С.Эмиссионно-спектральный метод исследования поверхности. Состояние и перспективы дальнейшего развития. Конференция молодых ученых ВЭИ, Москва, 16-18 ноября 2010 года;

5. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Problem diagnostics of electronics and plasma units. 19-25 February 2011, IVEC 2011, Bangalore, India. P. 447 - 448;

6. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Simulation of thermodynamic process with share of thermo emission materials. 19-25 February 2011, IVEC 2011, Bangalore, India. P. 129 - 130;

7. Королев Д.С. Алгоритм определения эмиссионной неоднородности материалов из результатов эмиссионных испытаний. Материалы XVIII научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов. "Вакуумная наука и техника". Под. ред. д.т.н., проф. Д.В.Быкова. М.~:МИЭМ.-2011.-С.276-279.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка используемых источников. Имеет общий объем 162 страницы, в том числе 58 рисунков, 2 таблицы, 140 наименований списка использованных источников на 15 страницах, 3 страницы приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулирована цель, научная новизна и практическая значимость результатов диссертационной работы, изложены основные научные положения и результаты, выносимые на защиту. Показано, что успешное функционирование современных СВЧ устройств радиолокации и радионавигации, приемо-передающих устройств связи и телекоммуникации, а так же СВЧ устройств космической связи неразрывно связано с повышением параметров СВЧ приборов используемых в этих устройствах.

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования [1*-4*] показали, что наиболее перспективным направлением повышения выходных параметров современных СВЧ устройств связано с повышением эмиссионной однородности катодных материалов. Однако до настоящего времени отсутствуют эффективные промышленные методы определения эмиссионной неоднородности материалов. Разработка оперативного метода определения эмиссионной неоднородности катодных материалов, позволяющего контролировать качество СВЧ устройств на всех этапах их производства и эксплуатации является актуальной задачей, решению которой посвящена настоящая диссертационная работа.

В первой главе "Эмиссионная неоднородность катодных материалов и ее влияние на параметры СВЧ устройств" приведены данные экспериментальных исследований методом эмиссионной микроскопии широкого спектра термоэмиссионных материалов. Эмиссионный микроскоп позволяет изучать явления миграции, адсорбционные свойства вещества на поверхности катода, получать кинематографическую запись процессов, разыгрывающихся при активировании и отравлении катодов. На рисунке 1 представлены: схема эмиссионного микроскопа и результат исследования прессованного эмиссионного материала.

Рисунок 1- Эмиссионная микроскопия: схема микроскопа, эмиссионное изображение барий никелевого прессованного эмиссионного материала и гистограмма распределения яркости эмиссионного изображения

Так как яркость эмиссионного изображения зависит от плотности токоотбора, величина которого зависит от работы выхода, то гистограмма распределения яркости представляет, после нормирования, статистическую функцию распределения работы выхода по поверхности катода.

Введение понятия статистической функции распределения работы выхода (ФРРВ) по поверхности катодного материала позволяет предложить модель токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности [1,4,6,8] в виде уравнения Фредгольма-1 го рода

i-WJ

j(u,T)= j K(u,(p,T)-acp)dcp (1)

— 00

где К (и, (р, Т) - ядро интегрального уравнения, отражающего электронно-оптические свойства системы.

К{и,(р,Т) = ^{[1 - Sign(jnp. ~jmc)]jnp. + [l - --¿-Up -;Нас)];Нас} Упр.- плотность тока в режиме пространственного заряда; Унас" плотность тока в режиме насыщения; f[tp)- функция распределения работы выхода.

Структура уравнения показывает, что свойства электронно-оптической системы (ЭОС) и свойства эмиссионного материала выступают в уравнении термоэлектронной эмиссии равноправными и поэтому:

1. Так как множества различного числа измерений не могут находиться во взаимно однозначном соответствии без дополнительных предпосылок, то для адекватного прогнозирования результатов применения эмиссионных материалов в составе СВЧ устройств, характеристики его (материала), определяемые из ВАХ, должны быть двухмерными. Статистическая функция распределения работы выхода (ФРРВ) по поверхности катодного материала удовлетворяет этому требованию (она двухмерна), а традиционная характеристика эмиссионного материала - работа выхода, не удовлетворяет этому требованию (она одномерна);

2. Эмиссионная характеристика (1) содержит информацию, как об электронно-оптической системе, так и о термоэмиссионном материале. Характеристика ТЭМ определенная из эмиссионной характеристики, в которой не решена проблема разделения свойств ТЭМ и свойств электронно-оптической системы, не может и не должна быть использована в качестве показателя качества эмиссионного материала.

Результаты применения уравнения (1) на примере плоского диода для ряда известных эмиссионных материалов приведены на рисунке 2 и показывают соответствие результатов расчета и эксперимента.

Рисунок 2-Сравнение теоретических и экспериментальных вольтамперных характеристик для ряда эмиссионных материалов

При фиксированном напряжении на электродах, так называемые нелокальные (НДХ) характеристики, позволяющие выбрать температуру эксплуатации ТЭМ, могут быть получены из уравнения:

Ки0,Т)= I К(и0,<р,Т)-/(<р)с1<р — 00

Таким образом, статистическая функция распределения работы выхода эмиссионного материала служит единственной характеристикой ТЭМ, допускающей прогнозирование результата его применения.

В настоящей работе показано, что для определения эмиссионной неоднородности катодных материалов при вакуумно-термической обработке электровакуумных и плазменных СВЧ устройств необходима разработка метода ее определения без разрушения приборов. Наиболее перспективным направлением является направление, связанное с определением эмиссионной неоднородности из результатов эмиссионных испытаний [1,5,9,10,12,14].

Во второй главе "Эмиссиоино-спектральный метод определения эмиссионной неоднородности катодных материалов" приводится доказательство, что задача определения функции распределения работы выхода из результатов эмиссионных испытаний является некорректной, то есть задачей, в которой, либо отсутствует однозначность решения, либо отсутствует сходимость решения к точному решению при погрешности исходной информации, стремящейся к нулю.

При решении [9,10,12,14] предполагалось, что точное решение

7Ср)б И^С-со,«»),

а оператор А преобразования ) = А/ непрерывен и взаимно однозначен. Кроме того, предполагалось, что вместо точных значений величины токоотбора } и ядра Щ) известны их приближенные значения /д и такие, что

||/'г - 71|,2 -](и,Т)]Чи < 8 Мп ~ ¿11 < Л.

Так как уравнение токоотбора (прямая задача) описывается уравнением Фредгольма 1-го рода, то для поиска решения обратной задачи (определение ФРРВ) в работе использовался метод регуляризации - метод обеспечивающий сходимость решения к точному при погрешности исходной информации стремящейся к нулю. Следуя этому методу, поиск решения связан с минимизацией функционала Тихонова [6*]:

<Ртах

2 Фтах

■«ши г Г

КьСи,<р)-П<р)а<р-Ш ¿4 +а. {[/(?)]* + 1ГШШ (4)

М»т(п 4>ты

где ]$(и) - экспериментальные значения токоотбора;

Кь.&'Ф)' ЯДР° соответствующее электронно-оптической системе, в

которой производится измерение;

/((/)), /' (ф)- искомая функция распределения вместе со своей производной.

Если выбрать значение параметра регуляризации а = а(г]) по обобщенному принципу невязки [6*]:

А»(«) = ( - [ Кк(у - ф) ■ /О) ¿р

•'—00

-со

!+со

5 + Л' | {[/Ор)]2 + [/Чр)]2}^| = о,

то из теорем вложения следует, что решение/п "{.(р) равномерно сходится к /(<р) на любом отрезке [а, Ь] с (-со, со). При этом, при обобщенной невязке 77 —» 0 (<р) стремится к точному решению в норме И^1 (—.

На рисунке 3 приведен модельный пример процесса восстановления ФРРВ из результатов эмиссионных испытаний, для чего для априорно заданной ФРРВ (рис.3 а) по уравнению токоотбора рассчитывалась ВАХ (рис.3 Ь). Данная ВАХ использовалась для решения обратной задачи -определение ФРРВ из ВАХ. На рисунке 3 с кружками отмечен результат определения ФРРВ с помощью традиционного метода [2*-5*] при отсутствии погрешности исходных данных и на рисунке 3 (1 методом регуляризации [6].

]

7 £

*

1 Г 1

t д с/ 5

Ф

12_15

Рисунок 3 -Модельный пример определения ФРРВ

Сравнение показывает принципиальное различие результатов, получаемых по рекомендации [5*] и в настоящей работе. Если при применении метода [5*] решение не устойчиво и сильно колеблется, то при применении предлагаемого метода решение совпадает с точным решением.

Доказательство сходимости решения к точному, при погрешности, стремящейся к нулю, было проведено путем математического моделирования - методом Монте-Карло.

Интегральная погрешность восстановления ФРРВ определялась по формуле

<Ртах

5=нГ-Ы1г= \ I/(Ф)-Ы<Р)]2#.

(6)

<Рт1п

Результат восстановления модельного значения ФРРВ для ряда значений разрядности АЦП приведен на рисунке 4.

8 бит.

12 бит.

16 бит

1

Ф [эЮ-о

¿6 2,8 3.0 3.2 3.4 3.6

т

•

\

/ >

л

и -А 11.1 V ■а

Рисунок 4-Влияние разрядности АЦП на результат определения ФРРВ. Непрерывная линия - априорно заданная функция; кружками отмечены результаты расчетов

Анализ приведенной зависимости показывает, что для достоверного восстановления ФРРВ необходимо применение АЦП с разрядностью 16 бит.

В работе предложена методика определения статистической функции распределения работы выхода по поверхности катодного материала из участка насыщения вольтамперных характеристик [5]. В этом случае интегральное уравнение Фредгольма 1-го рода принимает вид интегрального уравнения от разности аргументов - уравнение типа свертки

(7)

Так как уравнение типа свертки является частным случаем уравнения Фредгольма 1-го рода, то для решения обратной задачи используется метод регуляризации, связанный с минимизацией функционала Тихонова [6*]:

ос СО -.2 00

I I К^<р-и)П(р)с1ср йр + а |{[/(ф)]2 + [/'(^)]2}#. (8)

—СО —00 -00

Специфика уравнения типа свертки заключается в том, что при фиксированном значений параметра а > 0 можно выписать экстремаль функционала Тихонова в аналитическом виде. В частности, так как Фурье образ функционала Тихонова имеет вид [6*]:

OD

W = 4 / -й^/И2 + «C1 + ^2)|[/(a))]|2}dü), (9)

—oo

то при фиксированном значении параметра а решение имеет вид:

<х> +оо ^

ff м4 /*ю* / <10)

—оэ —а?

При этом параметр регуляризации находится из решения уравнения невязки: 1 Г+со 2

А,(«) = 2^1 " ^(cü)/(iü)|2dcü -

у OD

Методом Монте-Карло была доказана справедливость найденного решения и доказана его сходимость к точному решению при уменьшении погрешности исходной информации. Процесс моделирования включал: задание ФРРВ f((p), задание геометрических параметров ЭОС, определение ВАХ характеристики - как результатов расчетов с помощью интегрального уравнения токоотбора Фредгольма 1 го рода.

Дрлее к величинам выборочных значений тока и напряжений, взятых на равномерной сетке, добавлялся шум, связанный с применением для регистрации тока и напряжения аналогово-цифровых преобразователей (АЦП).

Дисперсия шума, создаваемого АЦП в зависимости от его разрядности, определялась по формуле а = где хмзх- максимальное значение регистрируемой величины;

п - разрядность регистрирующей аппаратуры.

Таким образом, вместо точного значения /(и) использовалось его приближенное решение ]$(и):

итах

HC«) -jsbOWtf = J (j(u)-Mu)fdu = S2. (12)

"min

Из-за погрешности регистрации напряжения ядро уравнения содержит погрешность, т.е. вместо точного значения К известно его приближенное значение Kh такое, что

<Ртах итах

J I mu,<p)-Kh(u,<p)]2d<pdu = h2. (13)

Vmin "min

Затем решалась обратная задача - определение ФРРВ из ВАХ

<Ртах

js(ys)= J Кц(щ,<р) ■ föh(<p) d(p. О4)

<Pmln

Интегральная погрешность определения ФРРВ вычислялась по формуле:

Фтах

5 = 11/-/»112,= I [/(<Р)-/*п(<Р)12<1<Р-

(15)

<Ртт

На рисунке 5 приведен результат моделирования влияния разрядности АЦП, на интегральную погрешность определения ФРРВ. №

2 О -2

6 8 10 12 14 16 П

Рисунок 5-Зависимость интегральной погрешности определения ФРРВ для ряда значений разрядности регистрирующей аппаратуры.

Анализ приведенной зависимости показывает, что при повышении разрядности АЦП решение сходится к точному и для достоверного результата определения ФРРВ необходимо применение АЦП с разрядностью 16 бит.

В третьей главе диссертации "Программно-аппаратный комплекс эмиссионно-спектрального метода исследования поверхности катодных материалов" приводится описание, созданной в ходе выполнения работы, аппаратуры для эмиссионно-спектрального метода. Блок схема аппаратуры приведена на рисунке 6.

Аппаратура состоит из генератора пакета импульсов с длительностью импульсов 1-2 мкс, периодом следования импульсов 100-200 мкс. Амплитуда импульсов изменяется со 100 до 20000 В, максимальный ток в импульсе 40А. Для регистрации амплитуды импульсов тока и напряжения использовались 16 бит АЦП.

Особое внимание при создании генератора было уделено конструкциям делителя напряжения и коаксиального шунта. Конструкция данных элементов приведена на рисунке 7. Экспериментальные исследования шунтов и делителей напряжения показали, что искажения вносимые данными элементами не превосходят 0,001%.

Управление генератором импульсов осуществляется ЭВМ. Программа управления и обработки результатов написана на языке Модула-2.

■*—*■

\Uvtym» уи^ШУ'К'И. моду|яи>{»ча УццуЦ 1<1|Щ1ИМ11 <мш1. иадну.ч. Модуль > праилекия шкажш Модуль кимгрн.чк ь|чмпа

Модуль шррныорнши ущкш.

Модель вот ради мат-грили Мачу.'ь кшсрзмнс » ишхршогс ДЦН ц&нт ЛЦИ 10-24 биг Схема имбирки-ьратння

11м пул»* ими >'П11111 с. и< Импульсный уенлйкгдь

Схема нм<Я>рки-храие1Шй АШ1 1*44 Си

Рисунок 6 -Блок схема аппаратуры для определения статистической функции распределения из результатов эмиссионных испытаний

$ООм»~

Манганин

Корпус

Рисунок 7- Конструкции коаксиального шунта и коаксиального делителя

напряжения.

В четвертой главе диссертации "Метод определения спектральных параметров эмиссионных материалов" предложен новый метод определения параметров спектра [6]. Для определения химического и фазового состава поверхности из ФРРВ необходимо знание математических ожиданий отдельных мод спектра, их дисперсии и доли. В данной работе для определения указанных параметров спектра применен аналитический метод, связанный с применением результантов и субрезультантов в форме Сильвестра. Процедура вычисления однотипна для спектра любой сложности, а его эффективность зависит только от мощности используемой ЭВМ. Предполагается, что спектр представляет собой совокупность нормальных распределений с различными математическими ожиданиями - т15 дисперсией - сг£ и долями - qi:

2 of

<*t

(16)

Для определения 3-й параметров распределения д1( о^, т2 ... <7„, т„ использовалась система уравнений из 3-и-1 первых начальных моментов:

( Г Но = x°-/Wx= 1 '-00

/•+00 J-00

(17)

Для решения данной системы впервые использован метод результант, связанный с последовательным исключением переменных путем приравнивания нулю определителей в форме Сильвестра. Процедура легко распространяется на распределения с любым числом мод.

Вычисления, выполненные с помощью пакета Maple 13, показали неустойчивость решения, связанную, в первую очередь, с погрешностью вычислений. Адекватное определение параметров распределения может быть получено только в рамках специализированных математических пакетов, позволяющих выполнять вычисления с разрядностью более 30 десятичных цифр. На рисунке 8 приведены результаты моделирования влияния объема выборки на интегральную погрешность определения параметров распределения. Результаты моделирования показали, что приемлемые результаты определения параметров могут быть достигнуты при объеме выборки п > 210.

ig(s!:[m-fM2dx)

о -1 -2 -3 -4

N V

\ V

> V

3

8

10

11 12

log! (п)

Рисунок 8-Влияние объема выборки на интегральную погрешность определения параметров бимодального нормального распределения.

В пятой главе "Экспериментальные исследования

термоэмиссионных материалов эмиссионно-спектральным методом"

приведены результаты исследования катодных материалов СВЧ устройств эмиссионно-спектральным методом [2,7,13].

В работе впервые получены результаты моделирования процесса вакуумно-термической обработки ВЫ катодов и экспериментальное исследование поверхности эмиттера в процессе активирования.

Впервые, вместо анализа теплового эффекта различных химических реакций, химический состав, структура и концентрация отдельных компонентов, определялись из результата поиска состояния, при котором исходная система, при заданных термодинамических параметрах обладала максимальной энтропией. При этом на решение накладываются ограничения, отражающие условия существования системы - условие сохранения энергии, условие сохранения массы всех химических элементов и условия сохранения заряда.

Используемый в настоящей работе подход допускал эффективную реализацию на ЭВМ, и позволял выполнять численное моделирование нестационарных процессов вакуумно-термической обработки методами равновесной термодинамики, путем разделения времени процесса на отдельные интервалы, в пределах которых термодинамические характеристики системы считаются постоянными.

В конце каждого кванта времени осуществлялось либо ступенчатое изменение массы отдельных химических элементов, находящихся в газовой фазе (связанное с откачкой газовой фазы), либо изменение температуры. Далее процесс расчета повторялся для следующего кванта времени с новыми исходными условиями до момента достижения стационарного состояния.

Таким образом, определение химического и фазового состава сводился к решению системы нелинейных уравнений. Информацией для расчетов являлись сведения о количестве отдельных химических элементов либо химических соединений на начальном этапе, и величины двух термодинамических потенциалов, например, температуры и объема или температуры и давления. Вся дополнительная информация была взята из базы данных, содержащей сведения относительно каждого возможного химического соединения, содержащего химические элементы, включенные в начальный состав, теплосодержание этих элементов либо соединений и их изобарно-изотермический потенциал.

В настоящей работе получены результаты моделирования процесса нагревания окисного катода, содержащего металлизированный карбонат с добавкой 5% 2гН [3]. Вычисления проводились для ступенчатого нагрева катода в вакууме для температур 900К, 950К, 1000 К, 1050К, 1100 К, 1150К, \200K. При этом предполагалось, что скорость диссоциации карбонатов щелочноземельных материалов выше скорости откачки.

Результаты моделирования показаны на рисунке 9, где ось абсцисс относительное время, пропорциональное скорости откачки, и на оси ординат расположены массовые доли компонентов в твердой фазе в процентах. График начинается с момента завершения диссоциации СаС03 из тройного карбоната ЩЗМ. В течение следующего этапа происходит полное разложение $гСО< и частичная диссоциация ВаСОз. Одновременно происходит формирование твердого раствора (ВаЬгСа)0 переменного состава.

Рисунок 9-Результат моделирования процесса вакуумно-термической обработки барий-никелевого оксидного эмиссионного материала

Момент завершения формирования твердого раствора {БгСа)0 характеризуется равенством парциального давления СО и СОг. В процессе формирования твердого СО раствора окислов ЩЗМ, парциальное давление С02 превышает парциальное давление СО. При окончании процесса диссоциации карбонатов соотношение парциальных давлений СО:С 02=10, что может служить косвенным признаком окончания разложения карбонатов ЩЗМ.

В работе впервые эмиссионно-спектральным методом исследован процесс активирования одной из разновидности оксидного эмиссионного материала - барий никелевого прессованного материала [7].

Активирование состояло в выдержке эмиттера при температуре 125(Ж в течение 4-х часов при давлении МО'7 тор. В процессе активирования периодически регистрировалась эмиссионная характеристика и определялась ФРРВ.

Картина изменения эмиссионных характеристик и ФРРВ показаны на рисунке 10. Характерные пики - это пики 1,45еУ, 1.62еУ, 1.72 еУ, 1.92 еУ. пик 1.45 еУ -(ВаБгСа)0 и пленка Ва на А'/; пик 1.62 еУ-{5гСа)0;

пик 1.72 еУ-пленка на N1 и отдельные кристаллы Ва, пик 1.92 еУ-смесь окислов СаО+5гО+ВаО; пик- 2.22 еУ-5У6>; пик 2.50 еУ-СаО

Процесс активирования протекает в несколько этапов: выделение СаО, затем выделение 5УО образование твёрдого раствора окислов {.БгСа)0 и пленки Бг на № ,и в заключение, выделение ВаО.

Заключительная стадия активирования связана с формированием из отдельных окислов ЩЗМ, их твердого раствора и образование пленки Ва на поверхности N1, характеризуемых пиком 1.45 еУ.

Эм- ссмо+ш ч хармп иристип

7>20 ШИ

/

/

500 10DO 1500 2000 V. В

рас рад шеи Юр бОТЫВЫ ада

т.

J \

Ж {>

' *

■É 7 ■

Доли отдельных компонент |0.0% идъ * ш 72.0*

NHSf

В*0>с»0»5г0

«о

cao

Эм. «сснони. ч zapan 1РИСГМ

т*во ШИ —

/ I

У

500 10DO 1500 2000 V.B

Эм ССИО*№ * zapa кг Чжстнк

тчх мин ---

/

«УЧ Сим МО трад "г- во Вм ода

Г" г ■

1 \

' Л

шЯ

Л1 I

Т.7 20 2.3 фаз

Доли отдельных компонент

21.»* •»»V

»04 ^

»о

СаО

1000 1500 2000 V, В

Эм Т-240 ССИОИН чин ■ я харап фИСТИП - «В ункция овслцеделони 1Я в бал* вьшсим

/ - з L 2 L níl 14 17 2

& ¡¡Г 1 СЮ0 1 500 2 )00 V.B 23 Ф*

Доли отдельных <ШлСМг>С 1*>1вц

компонент

<Са1/»0

Рисунок 10 -Результаты исследования ОК эмиссионно-спектралъныч методом

На нижнем рисунке приведены ВАХ, ФРРВ, и круговая диаграмма после 2 часов активации. ФРРВ имеет многомодальный характер с основными пиками, соответствующими твердому раствору ЩЗМ (Ва$гСа)0 и пленке Ва на поверхности никеля (пик 1.45еУ); пик 1.72еУ соответствующей пленке 8г на М и кристаллам Ва, и пик 1,92еУ-смесь окислов СаО+ЯгО+ВаО.

Результат исследования поверхности эмиссионно - спектральным методом качественно согласуются с результатами термодинамических расчетов.

В работе исследован процесс отравления ¿аВл, который является высокотемпературным ТЭМ широко используемым в тяжелых условиях эксплуатации, в условиях, когда применение других эмиссионных материалов невозможно из-за их отравления. Так как материалы ЬаВ6 применяются при ухудшенных вакуумных условиях, то было интересно впервые провести исследование изменения состава его поверхности при изменении давления в сторону увеличения.

Испытания проводились в металлической высоковакуумной камере с непрерывной откачкой турбомолекулярным насосом. Давление в объеме изменялось прецизионным натекателем и поддерживалось постоянным при регистрации эмиссионной характеристики.

На рисунке 11 приведена ВАХ, и ФРРВ, гистограмма распределения работы выхода и круговая диаграмма ее распределения. Данные по значениям работ выхода, позволяют сделать вывод о том, что снижение эмиссии при повышении давления связано в первую очередь с окислением свободного Ьа до соединеия 1а20}

J во

Эмисс ионна: 1 хара» терист ика 6.0 4 0 Эмисс ионна: I хара1 терисл ика

( отэктк вксаб$ ви ров рияат мщцо антан; не акт «ксаб1 4ВИрОЕ •рида. анногс 1антан 3

/ Г 2.0

У

ю го з.о 4.о у,кв

1.0 2.0 3.0 4.0 с. кЯ

Фут пня раслреоеп го выхода сшвирова»«хт) )(ххмаа пантам емия

реве

ге«с я

2.3 2-1 .¡ 5 2.6 2.7 2.8 2,9 3.0 /•;)#

Рисунок 11- Результаты исследования отравления гексаборида-лантана эмиссионно-спектральным методом:

а) - исходное состояние при давлении 1 ■ 10~6мм рт.ст. Ь)-после отравления при давлении 1-10 Е мм рт.ст. 19

В заключение сформированы основные результаты работы.

Основным итогом диссертационной работы является решение актуальной задачи, заключающейся в разработке оперативного неразрушающего метода контроля параметров эмиссионных материалов катодов в процессе их вакуумно-технологической обработки и эксплуатации, позволяющего прогнозировать надежность электронных и плазменных приборов для СВЧ устройств различного назначения.

При решении поставленной задачи в работе разработаны модели, методы расчета, научно обоснованные технические решения, которые позволили создать новый метод исследования поверхности эмиссионных материалов. Особенностью работы является ее прикладная направленность, позволяющая использовать полученные теоретические и экспериментальные результаты для решения конкретных научно-практических задач.

Основные результаты работы:

1. Предложено уравнение токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности, позволяющее адекватно описывать токоотбор в СВЧ устройствах. По своей структуре уравнение токоотбора является интегральным уравнением Фредгольма 1-го рода, содержащее под знаком интеграла произведение двух функций: ядра - отражающего геометрические характеристики ЭОС системы и второго сомножителя, отражающий эмиссионные свойства ТЭМ статистическую функцию распределения работы выхода;

2. Доказано, что задача определения ФРРВ из результатов эмиссионных испытаний является некорректной. Некорректность связана с неоднозначностью решения обратной задачи, описываемой интегральным уравнением Фредгольма-1-го рода и влиянием погрешности исходной информации на результат. Для обеспечения однозначности и сходимости решения к точному при погрешности исходной информации стремящейся к нулю необходимо использование априорной информации о характере решения и использование методов регуляризации;

3. Предложены два метода определения ФРРВ из результатов эмиссионных испытаний. Доказана корректность предлагаемых методов, их однозначность, устойчивость и сходимость к точному значению. Показано, что точность определения статистической функции распределения работы выхода по поверхности катодного материала из результатов эмиссионных испытаний соизмерима с точностью регистрации ВАХ или НДХ;

4. Методом Монте-Карло доказана сходимость решения к точному при погрешности, стремящейся к нулю. Показано, что адекватное восстановление функции распределения работы выхода в диапазоне 1 эВ из результатов эмиссионных испытаний возможно при регистрации эмиссионной характеристики с погрешностью порядка 0,001%;

20

5. Методом эмиссионной спектрометрии исследован процесс активирования оксидного эмиссионного материала. Показано, что процесс активирования носит многостадийный характер и связан с образованием ряда твердых растворов различной концентрации. Результаты исследования согласуются с результатами термодинамических расчетов;

6. Методом эмиссионной спектрометрии исследован процесс отравлении ЬаВ^. Данные по значениям работ выхода пиков ФРРВ, позволили сделать вывод - снижение эмиссии при отравлении связано в первую очередь с окисление свободного 1м до соединеия Ьа20з.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы:

1. Королев Д.С., Пономарев К.И., Шапиро А.Л., Щелконогова Г.А. Эмиссионно-спектральный метод исследования ТЭМ инжекторов электронов // Сборник научных трудов ВЭИ "Высоковольтная вакуумно-плазменная электроника" / Под. ред. Переводчикова В.И. М.:- 2008.-С. 221-225;

2. Королев Д.С., Пономарев К.И., Шапиро А.Л., Щелконогова Г.А. Моделирование термодинамических процессов в оксидных эмиссионных покрытиях // Сборник научных трудов ВЭИ "Высоковольтная вакуумно-плазменная электроника" / Под. ред. Переводчикова В.И. М.:- 2008.-С. 235-240;

3. Коваленко Ю.А., Ермилов А.Н., Королев Д.С. Оптимизация конструкции крупногабаритных торцевых катодно-подогрева-тельных узлов с контактным подогревателем // Электронная техника, сер. 1.СВЧ-техника.-2010.-Вып.4(507).- С.24-36.

4. Ермилов А.Н., Королев Д.С. Токоотбор в мощных СВЧ приборах с учетом эмиссионной неоднородности термоэмиттеров II Электронная техника.сер.1. СВЧ-техника.- 2010. -Вып. 4(507). -С.37-45.

5. Королев Д.С.. Исследование поверхности эмиссионных материалов в режиме насыщения // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов,- 2010. -№ 12(54).-С.101-109.

6. Коваленко Ю.А., Королев Д.С., Алгоритм определения параметров бимодальных нормальных распределений // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.- 2010.-№ 12(54) .-С.141-145.

7. Коваленко Ю.А., Королев Д.С. Термодинамика процессов, протекающих при вакуумно-термической обработке оксидных эмиссионных материалов // Электронная техника, сер. 1, СВЧ-техника. -2011. -вып. 2(509).-С.56-62.

8. Коваленко Ю.А., Ермилов А.Н., Королев Д.С. Закон токоотбора в сильноточных инжекторах электронов с учетом эмиссионной неоднородности термоэмиттеров. " 6-я школа молодых ученых", Москва ИЯИ им. Курчатова, 16-22 ноября 2008;

9. Kovalenko Yu. A., Korolev D.S. P2-38: Ill-posed problems of emission electronics. // IVEC 2010, Monterey , California, USA, 18-22 May 2010.-P. 297-298.

Ю.Коваленко Ю.А., Королев Д.С. Эмиссионно-спектральный метод исследования поверхности. Состояние и перспективы дальнейшего развития // Конференция молодых ученых ВЭИ, Москва, 16-18 ноября 2010.

11.Коваленко Ю.А., Королев Д.С. Определение статистических распределений форм-фактора периодических автоэмиссионных наноструктур. Сборник аннотаций работ. VIII Курчатовская молодежная научная школа, Москва, ИЯИ им. Курчатова, 22-25 ноября 2010. -С.116;

12.KovaIenko Yu.A., Korolev D.S. Problem diagnostics of electronics and plasma units. // IVEC 2011, Bangalore, India.19-25 February 2011.- P. 447-448;

13. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Simulation of thermodynamic process with share of thermoemission materials // IVEC 2011, Bangalore, India. 19-25 February 2011.-P.129 -130.

14.Королев Д.С. Алгоритм определения эмиссионной неоднородности материалов из результатов эмиссионных испытаний. Материалы XVIII научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов. "Вакуумная наука и техника"/ Под. ред. д.т.н., проф. Д.В.Быкова. М.~:МИЭМ.-2011.-С.276-279.

Цитируемая литература

1.* Шаповалов А.С. Исследование особенностей трансформации флуктуаций в радиоэлектронных системах СВЧ с повышенным уровнем собственных шумов. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Саратов. -2002.

2.* Глявин М.Ю. Гиротроны для технологических комплексов и диагностических систем. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, СП-б.:-2009.

3.* Самсонов Д. Б. Низкочастотные колебания пространственного заряда и их влияние на характеристики винтового электронного потока и параметры гиротронов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. СП-б.: -2008.

4.* Глумова М.В., Воробьев М.Д. Исследование влияния эмиссионной неоднородности катода на вольтамперные характеристики электронных приборов // Ученые записки Таврического национального университета. Украина. -2001. -№14.

5.* Hasker J.and Van Hijngen N.C.J. Cathode and scaling properties related to the shape of current voltage characteristics // Applied Surface Science. -1985.-V24.P.318-329.

6* Тихонов A.H., Гончарский A.B., Степанов B.B., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. М.: Наука,- 1990.

22

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 26.09.2000 г. Подписано в печать 31.08.2011 Тираж 110 экз. Усл. п.л. 1,5 Печать авторефератов (495)730-47-74,778-45-60

ГЛАВА I. ЭМИССИОННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ КАТОДНЫХ.МАТЕРИАЛОВ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ

НА ПАРАМЕТРЫ СВЧ УСТРОЙСТВ.

1.1 Связь параметров СВЧ приборов с эмиссионной неоднородностью катодных материалов.

1.2 Исследование поверхности эмиссионных материалов методом эмиссионной микроскопии.

1.3 Уравнение токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности.

1.4 Методы определения эмиссионной неоднородности.

ГЛАВА П. ЭМИССИОННО-СПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭМИССИОННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ КАТОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1 Некорректные задачи.

2.2 Определение эмиссионной неоднородности методом регуляризации.

2.3 Определение эмиссионной неоднородности методом.Фурье преобразования.

2.4 Определение распределения форм-фактораавтоэмиссионных наноструктур.

2.5 Аппроксимация экспериментальных данных на равномерные сетки.

ГЛАВА Ш. ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ЭМИССИОННО-СГШКТРАЛЬНОГО МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ КАТОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

ГЛАВА IV. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭМИССИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

4.1 Алгоритм определения параметров бимодальных нормальных распределений.

4.2 Алгоритм определения параметров трех модальных.нормальных распределений.

ГЛАВА V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОЭМИССИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЭМИССИОННО-СПЕКТРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ.

5.1 Исследование поверхности оксидного материала в процессе активирования.

5.1.1 Моделирование процесса вакуумно-термической обработки.

5.1.2 Исследование процесса активирования оксидных катодов эмиссионно-спектральным методом.

5.2 Исследование процесса отравления гексаборида лантана.

Актуальность работы. Анализ научных публикаций [1-12] показал - параметры и успешное функционирование СВЧ устройств, используемых в радиолокации и радионавигации, приемо-передающих СВЧ устройств космической связи зависят от эмиссионной неоднородности катодных материалов используемых в этих устройствах.

Эмиссионная неоднородность материалов приводит к снижению токоотбора и как следствие, к снижению выходной мощности, неравномерной тепловой нагрузке на коллектор и снижению КПД приборов. Пространственное распределение эмиссионной неоднородности катодных материалов приводит к возбуждению "паразитных" видов колебаний и увеличению шума, что отрицательно сказывается на характеристиках СВЧ устройств и их серийной пригодности [13-26].

Очевиден и интерес к разработке метода исследования поверхности эмиссионных материалов в условиях, когда применение традиционных методов, таких как OGE, SIMS, LEED невозможно, например, когда окружающая среда отрицательно сказывается на работоспособности исследовательского оборудования, при воздействии радиации или ионной бомбардировки. Разработка оперативного метода определения эмиссионной неоднородности катодных материалов, позволяющего контролировать качество СВЧ устройств на всех этапах их производства и эксплуатации, является актуальной задачей, решению которой посвящена настоящая диссертационная работа.

Целью диссертационной работы является разработка оперативного нераз-рушаемого метода определения эмиссионной неоднородности катодных материалов в процессе их вакуумно-технологической обработки и эксплуатации, позволяющего контролировать и прогнозировать выходные параметры СВЧ устройств различного назначения.

Цель достигается путём:

- обоснования выбора наиболее информационного параметра, характеризующего состояние эмиссионного материала в СВЧ приборах (клистронах, клистродах, лампах бегущей и обратной волны и т.д.);

- разработки математической модели исследования термоэмиссионного материала с учетом эмиссионной неоднородности;

- моделирования влияния погрешности регистрирующей аппаратуры на результат определения эмиссионной неоднородности и разработки метода интерпретации эмиссионного спектра катодных материалов СВЧ устройств;

- разработки программно-аппаратного комплекса для измерения эмиссионной неоднородности катодных материалов;

- проведения анализа результатов экспериментальных исследований эмиссионных материалов, используемых в современных СВЧ устройствах.

Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

1. Предложено уравнение токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности. По своей структуре уравнение токоотбора является интегральным уравнением Фредгольма 1-го рода, содержащее под знаком интеграла произведение двух функций - ядра, отражающего свойства электронно-оптической системы (ЭОС) и второй сомножитель, отражающий эмиссионные свойства материала (ТЭМ) - статистическую функцию распределения работы выхода (ФРРВ) поверхности катода;

2. Показано, что обратная задача - определение ФРРВ из результатов эмиссионных испытаний является некорректной. В . результате традиционное решение задачи - определение ФРРВ эмиттера из результатов эмиссионных испытаний, может сколь угодно сильно отличаться от истинного значения. Для обеспечения устойчивости решения и его сходимости к точному решению при погрешности регистрации исходной информации, стремящейся к нулю, использована априорная информация об искомом решении — его положительность, ограниченность решения вместе с его производными;

3.Предложены два метода определения статистической функции распределения работы выхода (ФРРВ) эмиттера из результатов эмиссионных испытаний с учетом некорректности задачи. Первый метод связан с регуляризацией и минимизацией функционала Тихонова. Второй метод основывается на применении быстрого преобразования Фурье для минимизации функционала Тихонова. Методом Монте-Карло доказана сходимость решения задачи определения статистической ФРРВ эмиттера из результатов эмиссионных испытаний к точному при погрешности, стремящейся к нулю. Показано, что адекватное определение ФРРВ в диапазоне 1 эВ из результатов эмиссионных испытаний возможно при регистрации ее с погрешностью порядка 0,001%;

4. Показано, что на основе анализа статистической ФРРВ можно определить химический и фазовый состав материала поверхности термоэлектронного эмиттера СВЧ приборов.

Методы исследования:

Теоретические исследования проведены с использованием метода численного моделирования и статистического моделирования методом Монте-Карло. Экспериментальные исследования эмиссионных материалов выполнены эмис-сионно-спектральным методом.

Достоверность научных положений, выводов, рекомендаций подтверждается путем сравнения результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также их сравнением с результатами, опубликованными ранее в отечественных и зарубежных научных публикациях.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты:

1. Математическая модель токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности материала;

2. Методы определения эмиссионной неоднородности материала из результатов эмиссионных испытаний;

3. Математическая модель влияния величины погрешности регистрирующей аппаратуры на результат определения эмиссионной неоднородности материала;

4. Результаты экспериментальных исследований обезгаживания и активирования оксидных термоэмиссионных материалов, а также отравления и активирования гексаборида лантана.

Практическая ценность результатов диссертации:

1. Разработан метод оперативного контроля эмиссионной неоднородности, позволяющий осуществлять оперативный контроль химического и фазового состава поверхности эмиссионных материалов СВЧ устройств в процессе вакуумно-термической обработки, активирования и эксплуатации;

2. Результаты работы использованы при разработке мощных СВЧ устройств специального назначения, а также при создании катодов компенсаторов холловских электродинамических двигателей для корректировки орбит космических аппаратов;

3. Результаты работы использованы в учебном процессе в МГИЭМ.

Публикации. По теме диссертационной работы сделано 7 докладов на отечественных и международных конференциях, опубликовано 7 статей, из них 3 статьи в рецензируемых журналах ВАК.

Реализация результатов диссертационной работы:

Результаты работы использованы при разработке пучково-плазменных СВЧ устройств оборонного назначения и электрореактивных холловских двигателей коррекции орбит космических аппаратов. Результаты подтверждены актами ФГУП ВЭИ имени В.И.Ленина и ОАО НТО "Контакт".

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях:

1. Коваленко Ю.А., Ермилов А.Н., Королев Д.С. Закон токоотбора в сильноточных инжекторах электронов с учетом эмиссионной неоднородности термоэмиттеров. // 6-я школа молодых ученых, Москва ИЯИ им. Курчатова, 16-22 ноября 2008;

2. Kovalenko Yu. A., Korolev D.S. Р2-38: Ill-posed problems of emission electronics. II XI IEEE International Vacuum Electronics Conference IVEC 2010 18-22 May 2010, Monterey US, California. - P. 297-298;

3. Kovalenko Y.A., Korolev D.S. ILL-Posed Problem of the Physical Electronics // (SHCE-1 -1-90022) 16-th International Symposium on High Current and 10-th International Conference on Modification of Material with Particle Beams and Plasma Flows Tomsk, RUSSIA, 19-24 September 2010;

4. Коваленко Ю.А., Королев Д.С.Эмиссионно-спектральный метод исследования поверхности. Состояние и перспективы дальнейшего развития. // Конференция молодых ученых ВЭИ, Москва, 16-18 ноября 2010 года;

5. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Problem diagnostics of electronics and plasma units. II IVEC 2011. Bangalore, India. 19-25 February 2011. -P. 447 - 448;

6. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Simulation of thermodynamic process with share of thermo emission materials // IVEC 2011, Bangalore, India. 19-25 February 2011.-Pages: 129-130;

7. Королев Д.С. Алгоритм определения эмиссионной неоднородности материалов из результатов эмиссионных испытаний // Материалы XVIII научно-техническая конференция с участием зарубежных специалистов. "Вакуумная наука и техника" / Под. ред. д.т.н., проф. Д.В.Быкова. М.~:МИЭМ.2011.С.276-279.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка используемых источников. Имеет общий объем 162 страницы, в том числе 56 рисунков, 2 таблицы, 140 наименований списка использованных источников на 15 страницах, 3 страницы приложений.

Основные результаты работы:

1. Предложено уравнение токоотбора с учетом эмиссионной неоднородности, позволяющее адекватно описывать токоотбор в СВЧ устройствах. По своей структуре уравнение токоотбора является интегральным уравнением Фредгольма 1-го рода, содержащее под знаком интеграла произведение двух функций: ядра - отражающего геометрические характеристики ЭОС системы и второго сомножителя, отражающего эмиссионные свойства ТЭМ статистическую функцию распределения работы выхода;

2. Доказано, что задача определения ФРРВ из результатов эмиссионных испытаний является некорректной. Некорректность связана с неоднозначностью решения обратной задачи, описываемой интегральным уравнением Фредгольма-1-го рода и влиянием погрешности исходной информации на результат. Для обеспечения однозначности и сходимости решения к точному при погрешности исходной информации, стремящейся к нулю необходимо использование априорной информации о характере решения и использование методов регуляризации;

3. Предложены два метода определения ФРРВ из результатов эмиссионных испытаний. Доказана корректность предлагаемых методов, их однозначность, устойчивость и сходимость к точному значению. Показано, что точность определения статистической функции распределения работы выхода по поверхности катодного материала из результатов эмиссионных испытаний соизмерима с точностью регистрации В АХ или НДХ;

4. Методом Монте-Карло доказана сходимость решения к точному при погрешности, стремящейся к нулю. Показано, что адекватное восстановление функции распределения работы выхода в диапазоне 1 эВ из результатов эмиссионных испытаний возможно при регистрации эмиссионной характеристики с погрешностью порядка 0,001% ;

5. Методом эмиссионной спектрометрии исследован процесс активирования оксидного эмиссионного материала. Показано, что процесс активирования носит многостадийный характер и связан с образованием ряда твердых растворов различной концентрации. Результаты исследования согласуются с результатами термодинамических расчетов;

6. Методом эмиссионной спектрометрии исследован процесс отравления ЬаВб. Данные по значениям работ выхода пиков ФРРВ позволили сделать вывод -снижение эмиссии при отравлении связано в первую очередь с окислением свободного Ьа до соединеия Ьа2Оз\

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным итогом диссертационной работы является решение актуальной задачи, заключающейся в разработке оперативного неразрушающего метода контроля параметров эмиссионных материалов катодов в процессе их вакуум-но-технологической обработки и эксплуатации, позволяющего прогнозировать надежность электронных и плазменных приборов для СВЧ устройств различного назначения.

При решении поставленной задачи в работе разработаны модели, методы расчета, научно - обоснованные технические решения, которые позволили создать новый метод исследования поверхности эмиссионных материалов. Особенностью работы является её прикладная направленность, позволяющая использовать полученные теоретические и экспериментальные результаты для решения конкретных научно-практических задач.

1. Самсонов Д. Б. Низкочастотные колебания пространственного заряда и их влияние на характеристики винтового электронного потока и параметры ги-ротронов. Автореферат дис. на соискание ученой степени к.ф.м.н. Код специальности ВАК: 01.04.04 С-П. 2008 29 с.

2. Глявин М.Ю. Гиротроны для технологических комплексов и диагностических систем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора ф.м.н. 01.04.04 физическая электроника. СП-б.:-2009.

3. Шаповалов A.C. Исследование особенностей трансформации флукту-аций в радиоэлектронных системах СВЧ с повышенным уровнем собственных шумов. Автореферат дис. на соискание ученой степени док. фмн — Саратов. :-2002, Код сп ВАК: 01.04.03, 01.04.04 ст. 686

4. Запевалов В.Е., Малыгин С.А., Мануйлов В.Н., Цимринг Ш.Е. Катодная неустойчивость в мощных гиротронах // Известия ВУЗов. Радиофизика. -1990.-Т. 33, №10. -С. 1193-1196.

5. Ilyin V.N., Louksha O.I., Mjasnikov V.E., et al. Effect of emission inhomoge-neities on low-frequency oscillations in gyrotron-type electron beams // Ргос.12л Int. Conf. on High-Power Particle Beams "Beams'98". Haifa, Israel, 1998.-Vol.2.-P. 800.

6. Самсонов Д.Б., Лукша О.И. Экспериментальное исследование влияния эмиссионной неоднородности катода на характеристики 72ГТц/100кВт гиро-трона //XXXIII неделя науки СПбГПУ: материалы НТК. СПб.:-2005. -Ч. VI.-C. 93-95.

7. Лисс В.В., Эфрос В.Я. Связь коэффициента шума ЛБВ с эмиссионной неоднородностью катода // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1971. -В. 7.-С. 55-62.

8. Глявин М.Ю., Запевалов В.Е., Кулыгин М.Л., Куфтин А.Н. Учет реального распределения электронов по скоростям при расчете КПД гиротрона. // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ техника. 1999.-Вып. 2(474). - С.9.

9. Louksha О. I., Sominski G. G. and Samsonov D. В., et al. Effect of ion bombardment on emission characteristics of gyrotron cathodes // 35th IEEE International Conference on Plasma Science June 15 19, 2008. Karlsruhe, Germany 2008.

10. Воронков И.Е., Ходневич С.П. Связь эмиссионной неоднородности с низкочастотными шумами эмиссии неоднородных катодов // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. -1973,- Вып. 10. С. 92-95.

11. Шаповалов A.C., Голубенцев А.Ф., Денисов Ю.И. Эмиссионные и шумовые свойства неоднородных эмиттеров / Под редакцией профессора В.М. Лопухина. Саратов.: Изд-во СГУ.-1983. -90 с.

12. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. О влиянии статистических неоднород-ностей катода на его эмиссию // Аннотированный указатель литературы по электронной технике. М.: ЦНИИ "Электроника". 1969. -В. 10(71).-С. 33.

13. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. К вопросу о влиянии статистических неоднородностей катода на его шумовые свойства // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1970. -Вып. 5. С. 132-133.

14. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. О спектральной плотности флуктуаций скорости и кинетического потенциала на неоднородном катоде //ЖТФ. -1970. -Т. 40, №7. -С. 1542-1546.

15. Шаповалов A.C., Шаповалов С.А., Плеханов O.A. Спектральные характеристики флуктуаций поперечной скорости электронного пучка на неоднородном катоде //Вопросы прикладной физики.: Межвуз. науч. сб. Саратов.: Изд-во СГУ.- 1999. Вып. 5. - С. 80-83.

16. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. К вопросу о спектральной плотности флуктуаций тока эмиссии термокатода // Изв. вузов. Радиофизика. 1974. Т. 17, № 12.-С. 1885-1890.

17. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. О влиянии смены эмиссионных состояний термокатода на шумовые свойства СВЧ приборов. В кн.: ВИМИ "РИ-ПОРТ". М.: ЦНИИ "Электроника". - 1976. - №17. Деп. №4318/76.

18. Шаповалов A.C. Шумовые инварианты электронного пучка на неоднородном катоде // Вопросы прикладной физики. : Межвуз. науч. сб. Саратов.: Изд-во СГУ. 1997. -Вып. 3. С. 12-16.

19. Шаповалов A.C. Влияние корреляции флуктуаций на шумовые параметры электронного пучка на неоднородном эмиттере // Вопросы прикладной физики. : Межвуз. науч. сб. Саратов.: Изд-во СГУ. 1997. -Вып. 3. С. 17-20.

20. Шаповалов A.C. Взаимный спектр флуктуаций электронного пучка на неоднородном эмиттере // Мат. межд. научн.-техн. конф. Актуальные проблемы электронного машиностроения. Саратов.: СГТУ. -1998. -4.1.-С. 226-230.

21. Воробьев М.Д., Юдаев Д.Н. Шумы, создаваемые термокатодом в электронно-лучевой пушке. Материалы 39-го международного научно-методического семинара "Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых проборах", Москва.- 2009.

22. Беспалов А.Н., Усыченко В.Г. О влиянии эмиссии катода на уровень флуктуаций колебаний в магнетроне // ЖТФ. 1976. Т. 46, В. 7. -С. 1542.

23. Дружинин A.B., Кондрашенков Ю.А., Некрасов В.И. Эмиссионная неоднородность эффективных термокатодов // Изв. АН СССР. Сер. Физическая. 1969. Т. 33, № 5. - С. 411-420.

24. Ходневич С.П., Киселев А.Б. Низкочастотные шумы и эмиссионная неоднородность окислов щелочноземельных металлов // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1972.- В. 7. С. 23-32.

25. Глумова М.В., Воробьев М.Д. Исследование влияния эмиссионной неоднородности катода на вольт амперные характеристики электронных приборов. // Ученые записки ТНУ. - 2001. - N 14. - с. 42-47.

26. Nusinovich G.S., Vlasov A.N., Botton M., et al. Effect of the azimuthal inho-mogeneity of electron emission on gyrotron operation // Phys. Plasmas. 2001. Vol. 8, no. 7. - P. 3473-3479.

27. Леонов A.C. Решение некорректно поставленных задач. Очерк теории, практические алгоритмы и демонстрация в МАТЛАБ.-М.: Книжный дом "Либ-роком".- 2010. -С.336.

28. Hasker J.and Van Hijngen N.C.J. Cathode and scaling properties related to the shape of current voltage characteristics // Applied Surface Science. 1985. v24.- p 318-329.

29. Tonnerre J.C., Brion D., Shroff A.M. Evaluation of the work function distribution of impregnated cathodes. // Applications of Surface Science. -1983.- v. 16. -p.23 8-249.

30. Адамар Ж. Задача Коши для линейных уравнений с частными производными гиперболического типа. М.: Наука 1978. -С.351.

31. Братман B.JL, Глявин М.Ю., Гольденберг А. Л., Савилов А.В. Разброс начальной энергии электронов в гиротроне,вызваный развитием неустойчивости отрицательной массы в магнетронно-инжекторной пушке // ЖТФ-2000.-Т.70,№ 4. С.90.

32. Radiophysics and Quantum Electronics.- 1997.- vol.40, no.4,

33. Dumbrajs O., Glyavin M., Zapevalov V., Zavolsky N. Influence of reflections on mode competitions in gyrotrons // IEEE Transactions on Plasma Science. 2000-v.28, №3. -P.588.

34. Венедиктов Н.П., Глявин М.Ю., Гольденберг А.Л., Запевалов В.Е., Куф-тин А.Н., Постникова А.С. Измерение разброса начальной энергии электронов в гиротроне // ЖТФ.-2000.- Т. 70,№ 4. -С.95.

35. Глявин М.Ю. Мощный высокоэффективный гиротрон для микроволновых технологий // Избранные труды молодых ученых ИПФ РАН, Н.Новгород.:-1999. -С.23.

36. Anderson J.P., Korbly S.E., Temkin R.J., Shapiro M.A., Felch K.L., Cauff-man S. Design and emission uniformity studies of a 1.5-MW gyrotron electron gun // IEEE Trans. Plasma Sci. -2002. Vol. 30. - P. 2117-2123.

37. Воробьев М.Д., Глумова M.B., Анджело Я.Г. Низкочастотные шумы пленочных электронных эмиттеров. Материалы 37-го международного научно-методического семинара "Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых проборах". М.: 2007.

38. Численное моделирование физических процессов в осесимметричных электронно-лучевых приборах: Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.04 / М.В. Глумова / Харк. нац. ун-т им. В.Н.Каразша. X., 2000. - 18 с. - укр.

39. Воробьев М.Д., Глумова М.В., Анджело Я.Г. Шумовая модель термоэлектронного катода. 16 Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии", сентябрь 2006, Севастополь, Украина.

40. Воробьев М.Д., Глумова М.В. Моделирование дробового шума в электровакуумных приборах // X Междунар. конф. "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии": Сб. докл. Севастополь. -2000.- Т.1.

41. Глумова М.В., Воробьев М.Д., Старостенко В.В. Численные исследования шумовых характеристик электронного пучка. Ученые записки СГУ, N 7(46), Симферополь.:- 1998. -С. 128-130.

42. Глумова М.В., Воробьев М.Д. Возможности эксплуатации численной динамической модели электронно-лучевых приборов // Радиоэлектроника и информатика. 2002. - N 1. - с. 16-18.

43. Глумова М.В., Воробьев М.Д. Моделирование дробового шума в электровакуумных приборах Материалы 10-й Международной микроволновой конференции //СВЧ техника и телекоммуникационные технологии. - Севастополь. -2000. - С. 177-178.

44. Глумова М.В., Митриченко В.В., Терещенко В.Ю. Модель высокочастотной электронной пушки// Материалы конференции 14 международной Крымской конференции "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии" . -Севастополь. - 2004. - с. 225-226.

45. Глумова М.В., Анджело Я.Г., Воробьева М.Д. "Моделирование эмиссионных процессов с поверхности катода" //Материалы Харьковской нанотехноло-гической Ассамблеи 2006. 2-9 октября 2006 г.149

46. Голубенцев А.Ф., Денисов Ю.И., Минкин JI.M. Введение в статистическую электронику / Под общей ред. проф. А.Ф. Голубенцева. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та.- 1991.

47. Шаповалов A.C., Шаповалов С.А. Методика моделирования и расчёта спектров шумов локально-неоднородного катода. Вопросы прикладной физики. : Межвуз. науч. сб. Саратов.: Изд-во СГУ. 1999. -В. 5. С. 11-14.

48. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. К статистической модели неоднородного катода // Аннотированный указатель литературы по электронной технике. М.: ЦНИИ "Электроника". 1970. - В. 13. - С. 57.

49. Воробьев М.Д., Юдаев Д.Н., Чирков М.Н. Имитационная модель шумов контактов. Материалы 38-го международного научно-методического семинара "Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых проборах". Москва, 2008.

50. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. О токе эмиссии для одной статистической модели неоднородного катода // Радиотехника и электроника. 1969. Т. 14, № 11.-С. 2086.

51. Голубенцев А.Ф., Шаповалов A.C. Об одном методе учета статистических неоднородностей катода // Известия вузов. Радиофизика. -1972.- Т.15. № 2.

52. Вудраф Д., Детчал Т. Современные методы исследования поверхности. Пер. с англ. -М.: Мир.- 1989. 564 с.

53. Мелютин В.И. Эмиссионный электронный микроскоп. //УФН. T.XXXVIII.-1949.-Вып.З.- С.377-409.

54. Мюлер Э. Автоионная микроскопия. // УФН. -1967.- Т. 92, Вып. 2.-С. 293320.

55. Knyazev A.Ya., Kondrashenkov Yu.A. A thermoionic cathodes with micro150geometry of emission surface // 1994 Tri-service / NASA, Cathode workshop, Conference record, Cleveland, Ohio. USA.- 1994. -P. 249.

56. Камерцель А.Ю., Карпухин C.B. Диагностика поверхности металлопорис-тых катодов с различным составом губки // Изв. АН СССР. Сер. Физическая.-1988.-Т. 52,№8.-С. 1628.

57. Спивак Г.В., Дубинина Е.М., Сбитникова И.С., Прямкова И.А., Виноградов Д.П. Развитие методов электронной микроскопии для наблюдения микрогеометрии и центров эмиссии термокатодов // Радиотехника и электроника.-1958. Т. 3, № 8. - С. 1077-1083.

58. Ибрагимов Х.И., Корольков В.А. Работа выхода электрона в физико-химических исследованиях. Москва. Интермед-Инженеринг. -2002.-С. 526.

59. Sandor A. Activation Process of Impregnated Dispenser Cathode viewed in the Large-screen Emission Microscope // J. Electron, and Control. First Series. -1962. -Vol. 13,№5.-P. 401-416.

60. Sandor A. Emission Mechanism of Oxide Cathode in the Thermionic Emission Microscope // Internat. J. Electron. First Series 1965. -Vol. 18, №4. - P. 349-368.

61. Tuck R.A. Surface studies of thermoionic by methods unique to them. //Applied of surface Science. -1979.-V.2, № 2. -P.128-148.

62. Shis A., Haas C.A., Jensen J.T. and Hor. C.Work function and desorption studies during turn on of various shield-stored cathodes.// Applications of Surface Science.- 1981.-V.8,№ 1,2.

63. Shim A.and Haas G.A. Poisoning and reaction processes in oxide-type cathodes. Part I. Polycrystalline mixed oxides. // Application of Surface Science.-1981.-V.2, № 1-2 .-P. 128.

64. D. Jones. Surface and emission characterization of the impregnated dispenser cathodes. // Application of Surface Science. -1979.-V.2, № 2. -P.232-257.

65. S. Jamamoto, S.Toguchi, T.Aida and S.Kavase. Study of Metal fllmeoting on Sc203 Mixed matrix impregnated cathodes.// Application of Surface Science. -1984.-V.7, № 3.-P. 526.

66. Haas G.A., Shin A., Marrian C.R.K. S1EEP topographs in processed activia-tion.//Applied of Surface Science. 1983.- V.16, № !4.-P. 139-162.

67. Tonich D.H., Hescher J.A., Wittberg Т.Н., Grant J.T. Relative work function surface composition and topography of "pedigreed" impregnated tungsten cathodes // Application of Surface Science. -1985. -V.24, № 3-4.-P. 557-574.

68. Jiancan Yang, Zuoren Nie and Yiman Wang . Microstructure and emission ability of rare earth oxides doped molybdenum cathodes // Applied Surface Science.- 2003.-V. 215, № 1-4.- P. 87-95.

69. Jenkins S. N., Barber D. K., Whiting M. J. and Baker M. A. Preliminary results on the chemical characterization of the cathode nickel—emissive layer interface in oxide cathodes // Applied Surface Science. -2003.-V. 215, № 1-4. P. 78-86

70. L.X. Li, R.P. Liu, C.Z. Fan, M.Y. Lv, J. Li and W.K. Wang. I-V curve oscillation observed by atomic force microscopy. // Applied Surface Science. —2006. -V. 252. P. 5803-5807.

71. Roquais J. M., Poret F., le Doze R., Ricaud J. L., Monterrin A. and Steinbrunn A. Barium depletion study on impregnated cathodes and lifetime prediction.// Applied Surface Science.- 2003. -V. 215, № 1-4.- P. 5-17 .

72. Добрецов Л.Н., Гомоюнова M.B. Эмиссионная электроника. Из-во. Наука. М.:, -1966.-С. 564.

73. Преображенский Н.Г., Пикалов В.В. Неустойчивые задачи диагностики плазмы.-Новосибирск. :Наука, 1982.

74. Киселев А. В., Левитин С. М., Ходневич С. П. Изменение эмиссионной неоднородности оксидных катодов в процессе их форсированного старения // Электрон, техн. Сер. Электроника СВЧ.— 1974.— № 5.— С.64.

75. Ермилов А.Н., Королев Д.С. Токоотбор в мощных СВЧ приборах с учетом эмиссионной неоднородности термоэмиттеров // Электронная техника. СВЧ-техника2010. -Вып. 4(507). -С.37-45.

76. Коваленко Ю.А., Ермилов А.Н., Королев Д.С. Закон токоотбора в сильноточных инжекторах электронов с учетом эмиссионной неоднородности термоэмиттеров. 6-я школа молодых ученых. Москва. ИЯИ им. Курчатова, 1622 ноября 2008 г.

77. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Problem diagnostics of electronics and plasma units. 19-25 February 2011, IVEC 2011, Bangalore, India.-Page(s): 447 448

78. Воробьев M.Д., Масленников О.Ю., Юдаев Д.Н., Орлова Е.Д., Соловьева JI.A. Электрофлуктационная диагностика металлопористых катодов. // Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника. -2010. -№1.

79. Воробьев М.Д., Юдаев Д.Н. Шумовая диагностика термокатодов в составе электронно-лучевой пушки.// Прикладная физика.- 2010.

80. Воробьев М.Д., Склизнев С.М., Смирнов Л.П., Цветков П.А. Оценка качества электронно-лучевых приборов с оксидным катодом по характеристикам низкочастотного шума // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. -1994.- В. 2. С. 27-32.

81. Винокуров B.A. Вычислимое и невычислимое в вычислительной математике WWW.vinokur.narod.ru.computable.htm.

82. Пикалов В.В., Преображенский Н.Г. Реконструктивная томография в газодинамике и физике плазмы.- Новосибирск.: Наука.- 1987.

83. Тихонов А. Н. О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации. //Доклады АН СССР. 1963. -Т. 151.

84. Kovalenko Yu. A., KorolevD.S. Р2-38: Ill-posed problems of emission elec91. ironies. // IVEC 2010, Monterey , California, USA, 18-22 May 2010.-P. 297298.

85. Коваленко Ю.А., Королев Д.С. Эмиссионно-спектральный метод исследования поверхности. Состояние и перспективы дальнейшего развития // Конференция молодых ученых ВЭИ, Москва, 16-18 ноября 2010 .

86. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Problem diagnostics of electronics andplasma units. // IVEC 2011, Bangalore, India.19-25 February 2011.- P. 447 448

87. Тихонов A.H., Арсенин В Л. Методы решения некорректных задач М:Наука-1979.-С. 352.

88. Тихонов А.Н., Гласко В.В. О приближенном решении уравнения Фред-гольма 1-го рода //ЖВМ и МФ 1964. -Т.4,№3.

89. Тихонов А.Н., Гончарский A.B., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численное решение некорректных задач. М.: Наука. 1990.

90. Винокуров В.А. О понятии регуляризуемости разрывных отображений // Журнал вычислительной мат. и мат. физики. -1971. т. 11, № 5.

91. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А. Матрицы и вычисления.-М.:-Наука.-1984.-С.320.

92. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. Т.11, М.: 1968.

93. Кристиан К. Руководство по программированию на языке Модула-2.пер. с. англ.- М.:Мир.- 1989.-С. 463.

94. Отнес Р., Эноксон JI. Прикладной анализ временных рядов.-М.: Мир.-1982.-432 с.

95. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. Изд.З СПб.: БХВ-Петербург. -2011.-С.768.

96. Королев Д.С. Исследование поверхности эмиссионных материалов в режиме насыщения // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.-2010. -№ 12(54).-Сс. 101-109.

97. Legagneux R., Le Sech N., Guiset P. Carbon nanotube based cathodes for microwave amplifiers// IVEC 2009, Rome, Italy. -2009.-P. 80-81.

98. Gulyaev Yu. V., Sinitsyn N.I., Torgashov G.V. et al. Work function estimate for electrons emitted from nanotube carbon cluster films // Ninth Int. Vacuum Microelectronics Conf. St. Petersburg, Russia, July 7-12, 1996. Technical Digest. P. 206-210.

99. Gulyaev Yu.V., Chernozatonskii L.A., Kosakovskaya Z.Ya., Sinitsyn N.I., Torgashov G.V., Zakharchenko Yu.F. Field Emitter Arrays on Nanofila-ment Carbon Structure Films // Revue "Le Vide, Les Couches Minces".-1994.- № 271.-P. 322.

100. Голеницкий И.И., Марычева JI.H., Победоносцев A.C. и др. Расчет параметров вакуумного микротриода с автоэмиссионным катодом // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. -1990.- В. 6.- С. 8.

101. Djubua B.C., Chubun N.N. Emission properties of Spindt-type cold-cathodes with different emission cone material // IEEE Transaction on Electron Devices. -1991. Vol. 38, № 10. - P. 2314.

102. Chubun N.N., Djubua B.C., Gorfinkel B.I., Rusina E.V. Field-emission array cathodes for a flat panel display // Third Int. Vacuum Microelectronics Conf. Naga-hama, Japan 1991- Technical Digest. - P. 60.

103. Chubun N.N., Sudakova L.N. 4 inches diagonal field-emitters matrix on glass substrate for a flat panel display // Seventh Int. Vacuum Microelectronics Conf. -Grenobl, France, July 4-15, 1994. Technical Digest. -P. 211.

104. Бондаренко Б.П., Ильин В.Н., Кузьмич К.В. и др. Эмиссионные характеристики автокатодов из пластин пирографита // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. -1988.- В. 1. С. 34-39.

105. Wood R. W. A new form of cathode discharge and the production of X-rays, together with some notes on diffraction // Phys. Rev. -1897. -Series I,№ 5.

106. Nordheim L. Die Theorie der Electronenemission der Metalle, //Physikalische Zeischrift, -1929 Bd.30,№7.-P. 117-196.

107. Fowler R.H. and Nordheim L.W. Proc. Roy. Soc. London.: 119 (1928) 173.

108. Nordheim L.W., Proc. Roy. Soc.(London) 121 (1928) 626.

109. Levchenco B.B. On parameterizations of the Nordheim function arXiv.cond-mat/0512513vl cond-mat.mtrl-sci. 20 Dec 2005, 4c.

110. Манжиров А. В., Полянин А. Д. Справочник по интегральным уравнени-ям.-М.: «Факториал Пресс».- 2000.

111. Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов.-. М: Машиностроение-1979.-С.219.

112. Шмелева Н.И., Никонов Б.П. Методика контроля эмиссионных характеристик оксидного катода // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. -1977.-В. 60.-С. 81-86.

113. Borovkov М., Savelova Т. The computational approaches to calculate normal distributions on the rotation group // Journal of Applied Crystallography. -2007. V.40.-P. 449.

114. Савелова Т.И., Иванова Т.М. Обзор методов восстановления функции распределения ориентации; по полюсным фигурам // Заводская лаборатория.-2008,- т.78, № 7.-С. 25.

115. Иванова Т.М., Савелова Т.И. Устойчивый метод аппроксимации функции распределения ориентации каноническими нормальными распределениями // Физика металлов и металловедение. 2006. -Т. 101. № 2.- С. 129-133.

116. Савёлова Т.И., Коренькова Е.Ф.Оценка точности некоторых статистических характеристик в текстурном анализе. // Заводская лаборатория. 2006. - Т. 72. № 12. - С. 29-33.

117. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математическо-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. Справочник. -М:. Статистика, 1979.-С. 447.

118. Коваленко Ю.А., Королев Д.С., Алгоритм определения параметров бимодальных нормальных распределений // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.- 2010.- № 12(54) .-С. 141-145.

119. Калинина Е.А., Утешев А.Ю. Теория исключения: Учеб.пособие.

120. СПб.: НИИ Химии СПбГУ. -2002.-С. 72.

121. Alekhina V.I., Ermilov A.N., Kovalenko Yu.A., Korolev S.V., Shapiro

122. A.L., Shumilin A.P. P3-31: Giant cathode-heating units for relativistic electron injectors and powerful electron-bea, vacuum and plasma devices // IVEC 2010 Monterei, California, USA 19-24 Mai 2010.

123. Alekhina V.I., Ermilov A.N., Kovalenko Y.A., Korolev S.V., Shapiro

124. A.L., Shumilin A.P. Great and shaft of beam Cathode-Heating Units for Powerful

125. Microwave device and Relativistic Electron injectors // IVEC 2011 Bangalore, India,19.25 February 2011.

126. Алехина В.И., Ермилов A.H., Коваленко Ю.А., Королев С.В., Шапиро A.JI. Гигантские катодно-подогревательные узлы для инжекторов электронов и мощных электронных приборов //Вакуумная электроника 2011, Судак.:- 2011г.

127. Коваленко Ю.А., Ермилов А.Н., Королев Д.С. Оптимизация конструкции крупногабаритных торцевых катодно-подогревательных узлов с контактным подогревателем // Электронная техника, сер. 1 СВЧ-техника, -2010.-Вып. 4(507).- С.24-36.

128. Синеряев Г.В., Слинько Л., Трусов В.Г. Принципы и метод определения параметров равновесия. Московский Технический Университет им Н.Э.Баумана.- 1978 № 268.

129. Коваленко Ю.А., Королев Д.С. Термодинамика процессов, протекающих при вакуумно-термической обработке оксидных эмиссионных материалов // Электронная техника, сер. 1, СВЧ-техника. -2011. -вып. 2(509).-С.56-62.

130. Kovalenko Yu.A., Korolev D.S. Simulation of thermodynamic process with share of thermoemission materials // IVEC 2011, Bangalore, India. 19-25 February 2011. P. 129 130.

131. Королев C.B., Киселев А.Б., Логинов Л.В. Исследование технологии производства и вакуумных свойств окисного катода // Электронная техника. Сер 1. Электроника СВЧ.-1982.-№.4 (340) .-С.48-50.

132. Фоменко B.C. Эмиссионные свойства элементов и химических соедине-ний.(Справочник) .:Киев. Наукова Думка, 1981.- С.340.