В дисертації розвинуто метод функції Гріна крайової задачі стосовно задач розсіяння обмежених в просторі та в часі хвильових пучків різного амплітудного та фазового розподілу на плоских межах розділу діелектричних середовищ з метою використання одержаних результатів при моделюванні вимірювання коефіцієнта відбиття. Розглянуто задачі розсіяння хвильових пучків на діелектричному напівпросторі з підстеляючою поверхнею та без неї при наявності поглинання. Одержані аналітичні розв'язки у випадках, коли кути падіння близькі до кутів повного внутрішнього відбиття та кута ковзання. Виявлені основні особливості розсіяння таких пучків та вироблені рекомендації щодо методики вимірювання коефіцієнту відбиття при розробці однопозиційної та двопозиційної схем вимірювання.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розглянуто різні методи вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах. На підставі проведених експериментальних та теоретичних досліджень розроблено метод вимірювання прохідної потужності в багатомодовому хвилеводі, що відрізняється від традиційного багатозондового методу використанням гальваномагнітних перетворювачів. Одержано залежність напруги даного перетворювача від густини потоків потужності хвиль, що поширюються в багатомодовому та зокрема в двомодовому хвилеводі. Визначено складову похибки вимірювання, пов'язану з неточністю розташування гальваномагнітних перетворювачів у його поперечному перерізі.

  Скачати повний текст

Досліджено комбіновані хвилеводно-діелектричні ланки, що перебудовуються за частотою з підвищеною крутістю схилів частотної характеристики внесеного затухання. Визначено шляхи вдосконалення трактів надвисокочатотної відомчої техніки зв'язку за рахунок вдосконалення частотно-вибіркових пристроїв. Обгрунтовано нові підходи до проектування смугових фільтрів з частотною перебудовою.

  Скачати повний текст

Розглянуто властивості електромагнітних полів в об'ємному резонаторі, що заповнений нестаціонарним і дисперсійним середовищем, в часовій області. Описано метод модового базису, що допомагає розділити часову та координатну частини електродинамічної задачі, аналітичні вирази для вільних і вимушених електромагнітних полів. Досліджено власні електродинамічні характеристики резонаторів, що заповнено нестаціонарним середовищем, з різними часовими залежностями матеріальних параметрів. Розглянуто заповнення резонатора довільним дисперсійним середовищем з позитивним і негативним показником заломлювання. Запропоновано загальний розв'язок, що допомагає знайти модові амплітуди поля під час збудження його нестаціонарним сигналом, і розрахувати власні характеристики резонатора. Досліджено власні частоти резонатора за одномодового просторового розподілу поля під час розгляду дисперсійних залежностей параметрів середовища. Проаналізовано перехідні процеси у резонаторі, який заповнено даними середовищами.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель розвитку модуляційної нестійкості монохроматичної хвилі, що розповсюджується у сильно нелінійній системі, у багатомодовому вигляді. Створено математичну модель розповсюдження інтенсивних хвиль у середовищі з сильною дисперсією у відкритих системах у багатомодовому представленні, яка здатна описати виникнення аномально великих хвиль на поверхні океану та може бути використана у складі програмного забезпечення систем супутникового моніторингу. Розроблено методики оптимізації та прискорення процесу моделювання, алгоритми автоматизованого аналізу даних та інтерпретації одержаних результатів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано особливості поширення пружного імпульсу у плоскому регулярному хвилеводі. Розглянуто два варіанти просторової структури вихідного збурення: одно- та багатомодова. Проведено дослідження характерних змін структури вихідного збурення й обчислено його параметри, які дають кількісне оцінювання даних змін. Проаналізовано поширення пружної тональної й імпульсної хвиль у плоских нерегулярних хвилеводах з неоднорідностями у вигляді стрибкоподібної зміни характерного розміру хвилеводу ( неоднорідність типу "сходинка") та з неоднорідністю у вигляді стрибкоподібного розширення поперечного розміру хвилеводу на скінченній ділянці його довжини (неоднорідність типу "камера"). Обчислено енергетичні коефіцієнти проходження хвилі крізь зону неоднорідності за різних хвилевих розмірів хвилеводу. Показано, що наявність неоднорідності призводить до різкої зміни амплітудно-частотної характеристики хвилеводу. Досліджено характерні зміни структури вихідного імпульсу під час його проходження крізь зону неоднорідності.

  Скачати повний текст

На підставі попереднього аналізу гілок коренів характеристичних рівнянь Кристофеля для контактних матеріалів узагальнено методики числово-аналітичного дослідження крайових спектральних задач визначення дисперсійних характеристик трипарціальних поверхневих хвиль Стоунлі та Лява. Обгрунтовано умови існування узагальнених поверхневих хвиль зазначених типів, проведено розрахунки фазових швидкостей хвиль Стоунлі та дисперсійних спектрів хвиль Лява за різними напрямками їх розповсюдження в структурах з орторомбічних матеріалів. Проаналізовано асимптотичну поведінку узагальнених хвиль Лява у високочастотному короткохвильовому діапазоні, встановлено новий варіант їх трансформації в узагальнені хвилі Стоунлі. Досліджено закономірності якісної та кількісної трансформації повних дисперційних спектрів нормальних хвиль у двошарових хвилеводах з реальних орторомбічних монокристалів під час зміни напрямку розповсюдження у площині хвилеводу.

  Скачати повний текст

Розв'язано задачі збудження та випромінювання електромагнітних хвиль щілинами довільної довжини, системами щілинних випромінювачів в одно- та багатомодовому прямокутних хвилеводах. Запропоновано й обгрунтовано методику визначення розподілу електричного поля в щілині, яка базується на використанні обмеженої кількості тригонометричних базисних функцій в методі Гальоркіна. Розв'язано задачу збудження поздовжньою щілиною хвилеводу з діелектричною вставкою скінченної довжини у випадку її розташування під щілиною. Апроксимація струму в щілинах функціями, які одержані асимптотичним методом усереднення, дозволила значно знизити порядок системи лінійних алгебричних рівнянь в методі наведених магніторушійних сил, а також застосовати його для розрахунку й оптимізації характеристик багатоелементних систем витічної хвилі, багаточастотних решіток на багатомодовому хвилеводі, двовимірних хвилеві-дно-щілинних решіток.

  Скачати повний текст

Досліджено характеристики розсіювання лінійних решіток поздовжних, хрестоподібних і здвоєних поздовжніх щілин з урахуванням скінченної товщини стінки хвилеводу, діелектричного заповнення щілин, а також двомірних хвилеводно-щілинних фазованих антенних решіток (ФАР). Дослідження проведено з використанням спеціально модифікованого методу послідовних наближень. Показано, що шляхом відповідного вибору коефіцієнта відбиття від навантаження, можна покращати узгодження антени з фідерним трактом, зменшити рівень бічних пелюсток діаграми спрямованості та підвищити коефіцієнт еліптичності поля антен з поляризацією, що обертається. Виявлено, що смуга пропускання удвоєнної щілини може бути як ширшою, так і вужчою, ніж смуга поодинокої стінки хвилеводу. Установлено, що здвоєна щілина, яка розташована поблизу осі широкої стінки хвилеводу, є вузькосмуговим і високоефективним випромінювачем. Проаналізовано ефекти взаємодії хвилеводів у двомірних ФАР.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне дослідження нормальних хвиль у прямокутному пружному ізотропному хвилеводі. З використанням методу суперпозиції одержано загальні представлення полів зміщень і напружень, які дозволяють враховувати всі особливості динамічної поведінки хвилеводу. Виконання межових умов призводить до нескінченних систем лінійних алгебричних рівнянь, редукція яких здійснюється з урахуванням асимптотичної поведінки невідомих коефіцієнтів. Досліджено чотири типи нормальних хвиль, дисперсійні характеристики для яких наведено у вигляді графіків. Для розрахунку комплексних гілок дисперсійних кривих запропоновано новий числовий метод. На підставі проведених розрахунків виявлено нові закономірності, а саме: встановлено межові значення фазових швидкостей основних і вищих мод, досліджено властивості "обернених" хвиль, показано залежність комплексних коренів від коефіцієнта Пуассона та наявність нескінченної кількості уявних коренів дисперсійних рівнянь для кожного типу нормальних мод.

  Скачати повний текст

Розглядається задача розсіяння поверхневої хвилі діелектричного хвилевода на діелектричних резонаторах та металевих порожнистих резонаторах, введення полів хвилевих пучків у такий хвилевод за допомогою діелектричних елементів зв'язку, а також задача випромінювання кругової циліндричної рефлекторної антени біля неідеальної плоскої землі. Для отримання матричних рівнянь другого роду типу Фредгольма використовується метод поверхневих потенціалів і метод аналітичної регуляризації. Напрямлений характер поля опромінювача включено до аналізу за допомогою методу комплексного джерела. Розроблено ефективні числові алгоритми, які можна застосувати для розробки смугозагороджувальних фільтрів, напрямлених елементів зв'язку та рефлекторних антен. Для двох поляризацій розраховано потужності переданої та відбитої поверхневих хвиль, а також втрати потужності на випромінювання та поглинання у резонаторі. Вивчено ефект збудження поверхневих хвиль вищих порядків у хвилеводі. Розраховано коефіцієнт напрямленої дії антени, її ефективність, коефіцієнт підсилення, випромінену та поглинену частини потужності, та порівняно їх з аналогічними характеристиками антени, розташованої у вільному просторі. Виявлено деякі ефекти, що не можуть бути описані за допомогою приблизних методів. Запропонований метод узагальнено на розв'язання задач розсіяння хвиль на діелектричних циліндрах довільних поперечних перерізів.

  Скачати повний текст

Висвітлено електродинамічні характеристики квазіоптичних діелектричних резонаторів з локалізацією мікрохвильового поля біля провідної площини й обгрунтування можливості вимірювання поверхневого опору тонких плівок високотемпературних надпровідників (ВТНП) у міліметровому діапазоні довжини хвиль з використанням зазначених резонаторів. Визначено частковий спектр і енергетичні характеристики квазіоптичних діелектричних резонаторів (КДР) у формі півкулі та зрізаного конусу, виконаних з ізотропних і анізатропних діелектриків, з провідною стінкою, уздовж якої поширюються моди шепочучої галереї (ШГ).

  Скачати повний текст

Розроблено модифікацію методу модового базису, що дозволяє досліджувати поширення сигналів у поперечно та поздовжньо неоднорідному хвилеводі у часовій та частотній області. Одержано у явному вигляді оператори дифракції у часовій області для стрибка діелектричної проникності у хвилеводі. Створено та експериментально досліджено нову модифікацію щілинної антени, що розширюється. В антені використано розподілене резистивне навантаження, що не знижуючи ефективності імпульсного випромінювання, значно зменшує рівень післяімпульсних коливань. Запропоновано новий симетруючий перехід з низьким рівнем відбиття і такий, що не спотворює форму імпульсу для живлення антени від коаксіального кабелю.

  Скачати повний текст

Розроблено методи математичного моделювання систем і процесів у електродинаміці, радіотехніці, теплофізиці, фільтрації рідини та синтезу відповідних математичних моделей. Розвинуто теорію різних класів неявних і вироджених еволюційних рівнянь, що виникають під час побудови математичних моделей. Досліджено питання щодо її застосування для розробки інструментальних засобів аналізу побудованих математичних моделей і відповідних числових методів. Створено математичну модель еволюції електромагнітного поля у скінченному хвилеводі з просторово-дисперсним середовищем, математичні моделі перехідних режимів електричних кіл з зосередженими та розподіленими елементами, а також у випадку імпульсних збурень струмів і напруг, математичну модель фільтрації рідини у тріщинувато-пористих породах з розподіленим зовнішнім джерелом, математичну модель теплообміну за умов керування температурою з запізненням у неоднорідному середовищі з теплоємкістю, що вироджується. Розвинуто теорію різних класів неявних і вироджених еволюційних рівнянь, зокрема, диференціально-операторних рівнянь високого порядку, диференціально-різницевих і різницевих, а також функціонально-диференціальних рівнянь з імпульсними діями. Розроблено методи застосування одержаних теоретичних результатів до якісного аналізу систем і процесів, математичні моделі яких містять неявні та вироджені еволюційні рівняння.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено характер локалізації нелінійних стаціонарних хвиль, що розповсюджуються в ангармонійному середовищі вздовж ідентичних площинно-паралельних шарів. Результати, отримані шляхом мікроскопічного дослідження, дозволяють детально описувати нелінійну динаміку шаруватих і модульованих середовищ у межах дискретних моделей нелінійної механіки. Вивчено локалізацію хвильового потоку поблизу одного, двох і нескінченної періодичної системи паралельних хвилеводів. За наявності одного хвилеводу досліджено можливість локалізації нелінійної хвилі за довільних співвідношень параметрів нелінійності середовища та характеристик площинного дефекту, проаналізовано стійкість усіх можливих локалізованих станів. Доведено, що в системі двох тонких дефектних шарів у випадку перевищення енергетичного порогу виникає неоднорідний режим, за якого хвильовий потік розповсюджується вздовж одного з площинних шарів. Теоретично описано явище просторової "суперлокалізації" хвильового потоку в періодичних модульованих системах перпендикулярно до напрямку його розповсюдження. Порівняно результати теоретичних розрахунків з числовими й експериментальними даними. У рамках самомодульованої системи досліджено гратку кінків, що описує несумірну структуру атомного ланцюжка на поверхні кристала. Знайдено аналітичний розв'язок для солітону, який рухається в такій періодичній структурі.

  Скачати повний текст

Розроблено й обгрунтовано методи математичного моделювання акустичних хвиль, описаних крайовими (початково-крайовими) задачами для хвильових рівнянь еліптичного (параболічного) типів із комплексним несамоспряженим оператором. Отримано аналітичні розв'язки базових просторових акустичних задач для рівняння Гельмгольця, а також проведено узагальнення методу нормальних мод на випадок хвилеводів з імпедансною границею. Запропоновано метод числового дослідження задачі Штурма - Ліувілля з даним оператором. Розроблено різницеві схеми для математичного моделювання акустичного поля на основі параболічних хвильових рівнянь типу Шредінгера з комплексним несамоспряженим оператором. Розглянуто питання програмної реалізації алгоритмічного забезпечення розрахунку звукових полів.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему покращання характеристик прохідних фазообертачів з відбивними ланками на p - i - n-діодах. На базі методів теорії кіл надвисокої частоти (НВЧ) побудовано модель відбивої ланки фазообертача на p - i - n, яка враховує втрати цієї ланки. З застосуванням цієї моделі побудовано цільову функцію, яка з заданими коефіцієнтами враховує фазову похибку та втрати пристрою у заданому діапазоні частот залежно від довжини підстройочного елемента та показано можливість покращання показників пристрою за рахунок оптимального вибору його конструктивних параметрів. Розроблено та досліджено принципи електромеханічного керування ефективними параметрами ліній передачі надвисокої частоти, яких можна використати для створення широкосмугових фазообертачів, що мали низькі втрати та могли працювати у діапазоні до міліметрових хвиль. Запропоновано методику аналізу ліній передач НВЧ складного поперечного перерізу, яка грунтується на обчисленні властивостей електромагнітного поля у поперечному перерізі лінії за методом скінченних елементів з подальшим переходом до ефективних параметрів лінії передачі на базі методів теорії кіл НВЧ для обчислення характеристик пристрою. Запропоновану методику верифіковано шляхом порівняння одержаних результатів з результатами, одержаними з використанням відомих методів на прикладі розрахунку характеристик мікрополоскових і копланарних ліній передачі, а також шляхом порівняння з експериментальними даними. Проведено дослідження та запропоновано принципи побудови діелекричних фазообертачів з електромеханічним керуванням, які дозволяють одерати більший фазовий зсув та менші втрати за малих переміщень, ніж відомі раніше конструкції того ж класу. Розроблено методику керування фазовим зсувом фазообертачів у багатоканальній приймально-передавальній системі.

  Скачати повний текст

Досліджено основні закономірності формування хвильових полів у нерегулярних пружних і пористо-пружних хвилеводах. Суттєво розвинуто метод суперпозицій для розв'язання змішаних граничних задач, що дозволило об'єднати в межах єдиного підходу високу ефективність обчислювальних процедур для кількісної оцінки характеристик хвильового поля з фізичною наочністю отриманих результатів. Розкрито фізичний зміст явища крайового резонансу, як специфічного хвильового ефекту, за якого виникає в околі торця хвилеводу стояча за висотою хвилеводу хвиля. На підставі точних розв'язків змішаних граничних задач у нерегулярних пружних хвилеводах встановлено хвильові ефекти та надано їх фізичну інтерпретацію на підставі аналізу процесу відбиття окремих складових першої нормальної хвилі. Отримано та проаналізовано дисперсійні рівняння для пористо-пружного, насиченого рідиною, хвилеводу з вільними бічними поверхнями для симетричних і несиметричних хвильових рухів.

  Скачати повний текст