Лукін
Костянтин Олександрович
Директор Інституту радіофізики і електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України, Завідувач відділу нелінійної динаміки електронних систем
Доктор фізико-математичних наук, професор, дійсний член Інституту інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE Fellow),
асоційований член Міжнародного центру теоретичної фізики (ICTP),
почесний професор Харбінського політехнічного університету
Видатний вчений у галузі нелінійної динаміки і динамічного хаосу в електронних та радіофізичних системах, шумової радарної технології. Професор К. О. Лукін створив теорію нелінійних нестаціонарних процесів в автоколивальних і автодинних приладах дифракційної електроніки і сформулював новий клас проблем нелінійної електродинаміки. З ім’ям вченого також пов’язано започаткування сучасної шумової радарної технології, що базується на розроблених ним генераторах хаотичних сигналів та методах аналогової і цифрової генерації випадкових сигналів та їх цифрової і цифро-аналогової обробки. Вчений очолює проблемну групу Науково-технологічної організації НАТО (STO/NATO) з розвитку шумової радарної технології в країнах НАТО і партнерських країнах. Нині науковець активно розвиває новий напрям радіолокації — квантові шумові радарні сенсори.
Народився 16 січня 1951 р. в м. Сталінабад Таджицької РСР (нині — м. Душанбе, Таджикистан). У 1973 р. здобув вищу освіту у Харківському державному університеті (нині — ХНУ ім. В. Н. Каразіна).
Творча діяльність Костянтина Олександровича пов’язана з Інститутом радіофізики і електроніки (ІРЕ) ім. О. Я. Усикова НАН України, де працює з 1972 р. і пройшов шлях від дипломника до директора Інституту.
У 1980 р. під керівництвом В. П. Шестопалова на фізичному факультеті МГУ ім. М. В. Ломоносова захистив кандидатську дисертацію «Нелінійна теорія генераторів дифракційного випромінювання», а у 1989 р. став доктором фізико-математичних наук, захистивши дисертацію «Теорія автоколивань в приладах дифракційної електроніки» в Харківському державному університеті. У 1992 р. вчений організував і очолив новий науковий відділ Інституту для вивчення динамічного хаосу в нелінійних фізичних системах і його застосування в радіофізиці, електроніці та радіолокації. У 2004 р. отримав звання професора, а в 2009 р. за значний вклад у сучасну радіолокацію з хаотичними та шумовими сигналами був обраний дійсним членом найбільшої міжнародної науково-технічної організації — Інституту інженерів з електротехніки та електроніки (США) — ІЕЕЕ Fellow.
Науковий світогляд Костянтина Олександровича формувався у творчій атмосфері ІРЕ, Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Всесоюзних наукових шкіл і семінарів з нелінійної фізики і НВЧ електроніки, а в пострадянський час — Міжнародного центру теоретичної фізики (ICTP, м. Трієст, Італія) та Європейського науково-дослідницького центру Європейської Комісії (JRC EC, м. Іспра, Італія), Університету Каліфорнії (Берклі, США), а також під впливом відомих харківських вчених академіків В. П. Шестопалова, А. С. Бакая, професора Хеннінга Хармута (США), з якими вчений плідно співпрацював.
Професор К. О. Лукін створив теорію нелінійних нестаціонарних процесів в резонансних автогенераторах з тривалою взаємодією, зокрема в генераторах дифракційного випромінювання (ГДВ). Ця теорія дала можливість не тільки встановити фізичну природу спостережуваних нелінійних явищ, а й запропонувати нові способи поліпшення основних характеристик ГДВ. Науковець теоретично передбачив новий механізм передачі енергії електронів полю відкритого резонатора ГДВ, що реалізовується при двох і більше варіаціях поля вздовж руху електронів, який спостерігається експериментально в ГДВ різних діапазонів. Це дозволило запропонувати і запатентувати новий спосіб посилення електромагнітних хвиль. Створена теорія автоколивань в приладах дифракційної електроніки стала основою інтерактивної системи комп’ютерного моделювання та розрахунку ГДВ, а розвинені методи вирішення нелінійних рівнянь широко використовуються в сучасній НВЧ електроніці.
Спільно з американським вченим Х. Хармутом вперше вирішено задачу про поширення електромагнітних сигналів у середовищі, що підтримує магнітний і електричний дипольні струми в самоузгодженій постановці. Зокрема досліджено поширення і трансформацію сигналів в міжгалактичному середовищі (сильно розріджений газ за томарного водню) на відстанях, порівнянних з розмірами Всесвіту — порядку 10–13 млрд світлових років. Ці та інші результати узагальнено в спільній монографії «Interstellar Propagation of Electromagnetic Signals».
Ще одним вагомим досягненням професора К. О. Лукіна є формулювання нового класу задач електродинаміки — початково-крайових задач для лінійного хвильового рівняння з нелінійними граничними умовами. Первісна задача
|
зводиться до нелінійного функціонально-різницевого рівняння з неперервним часом, яке успішно вирішується із застосуванням методу характеристик та методів нелінійних відображень. Цей підхід було узагальнено і на задачі напівпровідникової електроніки. Він був застосований у дослідженні характеристик запропонованого вченим напівпровідникового фотоелектронного помножувача, в якому створено умови для багаторазового множення електронів і дірок за рахунок ударної іонізації у вузьких шарах з підвищеною напругою. Ці роботи дозволили виявити нову струмову нестійкість в обернено зміщеному асиметричному PN-переході з ударною іонізацією і розробити нову концепцію створення генераторних діодів ТГц діапазону.
Серед успішних розробок вченого є ряд генераторів хаотичних коливань для різних діапазонів довжин хвиль. У цих генераторах був передбачений і вперше виявлений новий автодинний ефект, який полягає у появі періодичної структури в енергетичному спектрі хаотичного сигналу, що генерується, при наявності відображень від нерухомого об’єкта, розташованого за довжиною когерентності сигналу. Цей ефект дозволяє вимірювати не тільки швидкість об’єкту, але і відстань до нього. Розроблені вченим генератори хаотичних сигналів і цифро-аналогові кореляційні приймачі дозволили створити ряд унікальних шумових радарних систем: перший в світі когерентно-імпульсний шумовий радар кругового огляду; наземний шумовий РСА на базі запропонованої антени з синтезованою діаграмою; наземний дуговий шумовий РСА.
Окрім цього Костянтин Олександрович розвинув метод спектральної інтерферометрії декорельованих сигналів, який дає можливість прецизійного вимірювання відстаней без використання ліній затримок. Разом з вченими з JRC EC (м. Іспра, Італія) вперше отримано когерентне 2D радіозображення місцевості за допомогою шумових сигналів. Застосування МІМО і MISO конфігурації шумового наземного РСА дозволило вперше отримати когерентні 3D (томографічні) радіозображення місцевості. Ці експерименти отримали високу оцінку фахівців і відкрили широкі можливості для розробки шумових систем дистанційного зондування навколишнього середовища і систем прецизійного моніторингу інженерних споруд (мости, дамби, будівлі, пам’ятники архітектури тощо).
Авторству вченого належать 460 наукових робіт, серед яких 3 монографії та 5 глав в колективних монографіях; отримано 7 авторських свідоцтв на винаходи та 5 патентів США і Європи. Під його керівництвом захищено 1 докторська та 10 кандидатських дисертацій. Науковець є запрошеним редактором спецвипусків з шумової радарної технології у трьох провідних журналах: «IEEE AES Magazine», MDPI: «Sensors» та MDPI: «Remote Sensing». Професор К. О. Лукін — член програмних комітетів багатьох міжнародних конференцій з радіолокації IRS (2003–2021), вакуумної електроніки IVEC (2005–2012) та радіофізики (MSMW). Був організатором і головою трьох міжнародних конференцій з шумової радарної технології (2002, 2003, 2012), входить до складу редколегії кількох наукових видань та двох спеціалізованих вчених рад із захисту докторських дисертацій за спеціальностями «Фізична електроніка» та «Теоретична фізика».
Протягом багатьох років Костянтин Олександрович працював запрошеним професором у провідних університетах США, Європи, Бразилії, запрошеним вченим і асоційованим старшим науковим співробітником Міжнародного центру теоретичної фізики (ICTP), а також є почесним професором Харбінського політехнічного університету (КНР). Професор К. О. Лукін очолював виконання понад 20 міжнародних наукових проєктів і нині очолює проєкти за програмою НАТО «Наука заради миру і безпеки» (SPS). У 2019 р. його проєкт отримав нагороду «Найкращий SPS проєкт десятиліття».
Костянтин Лукін продовжує плідну науково-дослідницьку і організаторську роботу в лавах НАН України і розширює міжнародну співпрацю з видатними закордонними вченими і науковими установами.
|
