Дисертаційна робота присвячена розробці методів побудови широкосмужних малогабаритних, конструктивно простих мікрохвильових перетворювачів з малозалежними від частоти фазовими зсувами між всіма сигналами, призначених для високоточного вимірювання параметрів антенно-хвилевідних трактів. На основі вказаних перетворювачів розроблена математична модель вимірника, що дозволяє шляхом алгоритмічної обробки результатів вимірювання виключити домінуючі погрішності. Отримана формула для розрахунку фазового зсуву між сигналами, що підводяться до НВЧ (надвисокочастотних) діодів двох детекторних головок, що збуджуються похилими щілинами зв'язку, враховує всі геометричні параметри щілин: довжину і ширину, кут нахилу, координати центрів щілин. Проведена багатопараметрична оптимізація з метою отримання квазипостійного фазового зсуву в діапазоні частот хвилеводу і мінімізації частотної погрішності вимірювання.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вивченню коливальних процесів у відкритих резонаторах (ВР) з дисперсійними елементами. В роботі розвинуто новий напрямок в дослідженні ВР з додатковим обмеженням резонансного простору та трансформацією імпедансу. Запропоновано новий підхід до аналізу механізмів формування коливань, що має в собі хвилеводну модель та метод узагальненої матриці розсіювання як математичне обгрунтування. Проведена класифікація типів коливань. Виявлені та досліджені раніше не відомі типи коливань, серед яких слід виділити коливання, що одержали назву квазіосновних і мають аномально високу добротність. На основі досліджень розроблено ряд квазіоптичних твердотільних генераторів зі сферокутовоешелетним ВР в діапазоні 8-1 мм з високою стабільністю та пониженим рівнем частотного шуму. Дано обгрунтування використання розроблених резонаторів в електровакуумних резонансних генераторах, наприклад, оротронах та перспектив просування даних методів в субмм діапазон.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці методів визначення параметрів (розмірів, значень діелектричної проникності, коефіцієнтів відбиття, значень діаграм спрямованості, параметрів неоднорідностей) об'єктів (шаруватих діелектричних структур, неоднорідностей в них, а також в трактах телекомунікаційних систем, антен) і їх реалізації у вигляді вимірювальних систем. Ефект досягнуто за рахунок використання узагальнених власних частот (частот нулів, власних часів, просторових частот, власних товщин), що найбільш адекватні розв'язку конкретної задачі. Розвинуто математичні методи для визначення власних частот (спектральних параметрів) з підвищеною розділювальною здатністю і завадостійкістю. Побудовано клас НВЧ приладів для вимірювання на багатьох частотах з використанням принципів фур'є-голографії при наявності декількох опорних сигналів і принципів голографії з трьома опорними дільницями.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено задачі про власні хвилі щілинних ліній передачі, які мають довільний многокутний контур поперечного перерізу. За допомогою методу добутку областей крайова задача зведена до нескінченної системи лінійних алгебраїчних рівнянь, розв'язок якої знаходиться методом редукції. Проведено дослідження дисперсійних властивостей та розподілів електромагнітних полів перших трьох хвиль відкритої двощілинної лінії передачі. Вивчено вплив на ці характеристики величини зламу бічних провідних стінок. Запропонована класифікація системи власних хвиль названої лінії.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вивченню електромагнітної взаємодії просторових гармонік черенковського та дифракційного випромінювань з полями відкритих електродинамічних систем пристроїв дифракційної електроніки. Проведено чисельний аналіз та експериментальне моделювання дифракційно-черенковського випромінювання в періодичних метало-діелектричних структурах. Експериментально досліджено багатозв'язні електродинамічні системи край високих частот (КВЧ). Побудовано лінійну одномірну теорію підсилювача на об'ємних хвилях та проаналізовано умови збудження плоско-паралельного відкритого хвилеводу дифракційним випромінюванням.

  Скачати повний текст

На основі методу теорії матричних функцій узагальнено і оптимізовано алгоритм вирішення задач дифракції електромагнітних хвиль на періодичних послідовностях із довільного числа композиційних металодіелектричних неоднорідностей у вільному просторі та хвилеводах. В однохвилевому режимі одержані аналітичні вирази для коефіцієнтів розсіяння і дисипації, рівняння для власних комплексних частот та хвильових чисел, розвинуто теорію резонансних явищ. Розглянуті шаруваті поглинаючі покриття металевого екрану, високодобротний частотний і кутовий дискримінатор на базі послідовності граток із брусів, багатокільцевий частотний і модовий хвилеводний фільтр із кільцевих та радіальних провідних діафрагм. Встановлено асимптотику коефіцієнтів відбиття дисипативних систем з довільної кількості періодів та їхні вирази для напівнескінченних аналогів. Дослідження спрямовані на розробку нових пристроїв і вдосконалення відомих приладів та систем НВЧ й ММ діапазонів.

  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

Запропоновані теоретичні та експериментальні методи аналізу електродинамічних характеристик специфічного класу періодичних структур - відкритих багатоступінчастих сповільнюючих систем. Значну увагу приділено теоретичному обгрунтуванню особливостей формування полів в таких системах та експериментальному підтвердженню одержаних результатів. Ці системи впроваджені в клінотронах з квазіоптичним розподіленим виводом енергії. Запропоновані та реалізовані чисельні алгоритми, які допомогають моделювати та оптимізувати простір взаємодії таких клінотронів. Створені та досліджені генератори мм та субмм діапозону довжини хвиль - клінотрони з квазіоптичним розподіленим виводом енергії. Ці генератори мають рівень потужності, який значно перевищує рівні потужності, отримані на приладах подібного типу. Вирішені питання узгодження випромінювання генератора з квазіоптичними лініями передачі, запропонована модифікація генератора з коригуючою випромінювання лінзою.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

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

Досліджено вісесиметричні випромінювачі нестаціонарних полів за допомогою методу модового базису. Одержано систему еволюційних рівнянь, що описує випромінювання та розповсюдження нестаціонарних хвиль у вільному просторі. З використанням методу функції Рімана одержано розв'язок задачі про випромінювання диску з рівномірним розподілом нестаціонарного струму. За допомогою методу відокремлення змінних у часовому просторі розв'язано задачу випромінювання нестаціонарних полів з відкритого кінця коаксіального хвилеводу. Одержано аналітичні розв'язки в наближенні Кірхгофа та в точній постановці з урахуванням дифракції збуджуючої ТЕМ-хвилі.

  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

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки електродинамічних моделей комбінованих структур НВЧ з Е-типом коливань і розробки на їх основі нових елементів керованих селективних приладів НВЧ. Розроблено принципи керування параметрами комбінованих структур з діелектричним резонансом Е-типом, електродинамічні моделі, що дозволяють обирати оптимальні конструкції комбінованих структур з Е-типом (ТМ-типом) коливань і пристроїв на їх базі, конструкції даних структур, що можуть перестроюватись у широкому діапазоні частот. Досліджено напівпровідникові структури такого типу для інтеграції активних та пасивних пристроїв. Наведено методи вимірювання НВЧ параметрів діелектричних матеріалів на основі комбінованих структур такого типу.

  Скачати повний текст

Досліджено амплітудні, фазові та поляризаційні характеристики випромінювання в дальній, ближній та проміжній зонах відритого кінця круглого хвилевода (ВККХ) з урахуванням дифракційних явищ на відкритому кінці у разі збудження випромінювача симетричними та несиметричними типами хвиль.

  Скачати повний текст

Вивчено спектральні характеристики (власні частоти та резонансні електромагнітні коливання) у відкритих резонаторах, у тому числі з неоднорідностями. Розвинуто новий математично обгрунтований метод дослідження спектра власних коливань одного класу відкритих резонаторів з діелектричними, неоднорідними діелектричними, шарувато діелектричними та плазмовими включеннями, який базується на методі регуляризації Рімана - Гільберта та спектральній теорії скінченномероморфних ядерних оператор-функцій. Запропоновано математичну модель явища міжтипового зв'язку власних коливань у відкритих структурах. На базі розроблених і обгрунтованих обчислювальних алгоритмів проведено детальні дослідження властивостей спектрів власних частот відкритих структур у випадку зміни неспектральних параметрів у резонансній області частот. Встановлено межі областей застосування асимптотичних і наближених теорій відкритих структур. Виявлено ряд нових фізичних особливостей формування резонансних коливань у відкритих резонаторах, у тому числі з включеннями, і характерні закономірності поведінки їх власних частот. На підставі проведених досліджень запропоновано ряд пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль.

  Скачати повний текст

Вивчено дифракційні та спектральні характеристики багатощілинних діафрагм у прямокутному хвилеводі. Особливу увагу приділено умовам формування такими діафрагмами резонансу повного відбиття. Викорастано числову модель, що базується на методах часткових областей та узагальнених матриць розсіювання. Реалізовано комплексний підхід до аналізу резонансних явищ. Виявлено ефект трансформації частотних характеристик залежно від співвідношення геометричних параметрів щілин діафрагм. Розв'язано задачу про спектри власних коливань багатощілинних діафрагм. Досліджено їх поведінку в комплексній площі. Описано фізичний механізм формування резонансних характеристик, який полягає у одночасному збудженні власних коливань, уявні частини комплексних частот яких суттєво відрізняються. Запропоновано ряд частотно-селективних пристроїв, елементами яких є багатощілинні діафрагми - смуго-пропускний фільтр з двома смугами пропускання, смуго-запірний фільтр та смуго-пропускнчий фільтр з додатковими смуго-запірними секціями.

  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

Досліджено фізико-хімічні процеси на межі поділу тонкої металевої плівки з газовим чи рідким середовищем з метою оптимізації характеристик біосенсора, що базується на ефекті оптичного резонансного збудження поверхневої електромагнітної хвилі в тонкій металевій плівці за умов повного внутрішнього відбиття. Праналізовано проблему оптимального вибору металу-носія поверхневих поляритонів зважаючи на досягнення максимальної чутливості та хімічної інертності робочої поверхні біосенсора з використанням поверхневого плазмонного резонансу (ППР). Вивчено поводження багатошарових металевих плівок як середовищ-носіїв плазмон-поляритонних коливань. Вивчено вплив оптичних параметрів багатошарового металевого шару на форму кривої ППР. Показано, що застосування біметалевих плівок срібла-золота дозволяє впливати на на головні параметри ППР-кривої - кутове положення та напівширину плазмонного мінімуму незалежно. Створено сенсор парів HCl на підставі ППР. Запропоновано новий тип біосенсора на базі планарного поляризаційного інтерферометра, який використовує проникливість електромагнітної хвилі в зовнішнє середовище.

  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