Запропоновано нову електродинамічну систему збудження бікристалічних високотемпературних (ВТ) джозефсонівських контактів (ДК) у прямокутному хвилеводі міліметрового діапазону довжин хвиль, в якій спостерігається розрідження спектра коливань резонатора поверхневої хвилі (РПХ). Експериментально визначено оптимальні умови збудження основною модою H₁₀ прямокутного хвилеводу напівхвильового та чвертьхвильового РПХ, розташованого у позамежному хвилеводі. Досліджено статичні та динамічні вольт-амперні характеристики (ВАХ) лінійного ланцюжка з бікристалічними ДК, що включений у напівхвильовий або чвертьхвильовий РПХ, розміщений у позамежному хвилеводі. Досліджено вплив зовнішнього електромагнітного сигналу на ВАХ окремого ДК та ланцюжка ДК, інтегрованих у РПХ. Експериментально вивчено явище детектування надвисокочастотного сигналу лінійним ланцюжком (ЛЛ) ДК, інтегрованих у РПХ у регулярному та позамежному хвилеводах восьмиміліметрового діапазону довжин хвиль. Одержано джозефсонівську генерацію з ЛЛ ВТ ДК, інтегрованих у РПХ, визначено її параметри. Знайдено оптимальні умови для одержання максимальних за амплітудою сходинок Шапіро на ВАХ окремого ДК та ЛЛ джозефсонівських контактів з різним ступенем їх інтеграції у резонаторі поверхневої хвилі.

  Скачати повний текст

Досліджено власні хвилі хвилеводу з шарувато-періодичними стінками. Виявлено, що у таких хвилеводах можливе хвилеводне поширення, поширення поверхневих хвиль вздовж меж хвилеведучого шару, а також поширення хвиль у стінках хвилеводу. Проведено теоретичні дослідження нелінійної взаємодії хвиль у хвилеводі з шарувато-періодичними стінками. Одержано резонансні умови, виконання яких призводить до суттєвого зростання інтенсивності другої гармоніки. Досліджено вплив зовнішнього магнітного поля на властивості хвилеводу з напівпровідниковими шарувато-періодичними стінками. Показано, що такий хвилевод має властивості фільтра, якими можна керувати шляхом вибору матеріалів шарів періодичних структур, а також за допомогою напруженості зовнішнього магнітного поля. Розглянуто властивості неоднорідних плоских хвиль у напівпровідниковій шарувато-періодичній структурі та вплив зовнішнього магнітного поля на них. Виявлено, що комплексні хвилі можуть існувати у хвилеводі з шарувато-періодичними стінками.

  Скачати повний текст

Науково розроблено електродинамічні моделі резонаторних сенсорів, що використовуються у НВЧ діагностиці напівпровідників, з метою їх оптимізації та дослідження метрологічних можливостей. Запропоновано строгу числово-аналітичну електродинамічну модель апертурних резонаторних сенсорів аксіально-симетричного виду. Дана модель базується на представленні електромагнітних полів у часткових областях через функції Гріна рівнянь Максвела та на одному з варіантів метода напівобернення інтегрального оператора. Розвинуто наближену модель НВЧ резонаторних сенсорів ємнісного типу з метою повного описання електромагнітного поля у шаруватих напівпровідникових зразках через приблизно задане поле в апертурі та функції Гріна для шаруватого напівнескінченного простору. Удосконалено одномодове наближення моделей резонаторних сенсорів хвилеводного типу з метою виключення похибок числової реалізації в областях особливостей характеристичного рівняння. Розглянуто особливості строгого моделювання найбільш поширених резонаторних сенсорів апертурного типу, порівняно результати досліджень за допомогою строгих і наближених моделей. Встановлено особливості використання останніх з метою описування резонаторних сенсорів ємнісного типу.

  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

Удосконалено відомі та створено нові математичні моделі коливань тонких одноюічно-опуклих анізотропних п'єзоелектричних пластин коливань зсуву за товщиною, призначених для досідження та розробки п'єзоприладів з необхідними амплітудними та частотними спектрами коливань. Досліджено стан актуальної проблеми побудови математичних моделей власних коливань анізотропних п'єзоелектричних приладів від виявлення п'єзоефекту до створення п'єзоелектричних резонаторів. Обгрунтовано необхідність розробки нових методів і підходів, які передбачають застосування методів, що базуються на теорії коливань Тірстена. Висвітлено підходи, що дозволяють враховувати додаткові параметри резонатора. Розроблено методи для знаходження частотного спектра опуклої п'єзоелектричної пластини з однобічно-розташованими електродами. Створено математичну модель коливань опуклої п'єзоелектричної пластини довільної форми та розроблено методи для знаходження її частотного спектра та власних коливань. Запропоновані методи передбачають врахування просторової анізотропії п'єзоелектричної пластини. Залежність власних коливань і частот від геометричних параметрів пластини дозволяє з використанням розроблених методів одержувати параметри пластин, за яких відбувається посилення одних та послаблення інших частот, а також обчислювати власні коливання та частоти пластин, що мають несиметричну форму за рахунок похибки під час виготовлення. Запропоновані моделі дозволяють пояснювати результати вимірювань, що суперечать симетричній моделі коливань опуклої п'єзолектричної пластини. Використання розроблених моделей і методів дозволяє виробляти вимоги до точності виготовлення п'єзоелектричних приладів на основі п'єзопластин.

  Скачати повний текст

Запропоновано й обгрунтовано комплекс математичних моделей та обчислювальних методів. Вперше одержано та досліджено розв'язок задачі дифракції плоскої Е-поляризованної хвилі на гратці із брусів прямокутного поперечного перетину. Вдосконалено метод Гауса з вибором провідного елемента розв'язання системи лінійних алгебричних рівнянь, одержаних модифікованим методом Фур'є. Наведено процедуру дискретизації математичної моделі дифракції електромагнітних хвиль на одновимірно періодичних гратках для випадків E та H-поляризації первинного поля шляхом розробки й алгоритмічної реалізації спеціального методу символьних обчислень.

  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

  Скачати повний текст

Систематизовано та розвинено експериментальні методи дослідження електромагнітних явищ у багатозв'язних квазіоптичних системах, які в поєднанні з числовими методами можуть бути використані для створення нових модифікацій електровакуумних приладів та елементної бази міліметрових і субміліметрових хвиль, включаючи інфрачервоні хвилі. Вперше розроблено загальну методику експериментального моделювання електромагнітних явищ у багатозв'язних квазіоптичних системах. Для дворядних періодичних структур багатозв'язних квазіоптичних систем (БКС) вперше встановлено можливість фазової й амплітудної корекції рівня гармонік випромінювання шляхом поздовжнього та кутового зсуву їх ламелів відносно осі діелектричного хвилеводу. Визначено умови резонансного випромінювання за збільшення його інтенсивності на 30 - 40 % у порівнянні з однорядними структурами. Для резонансних БКС встановлено можливість збільшення смуги пропускання зв'язаних відкритих резонаторів в 2 - 4 рази за одночасного пригнічення коливань на бічних частотах. Вперше визначено оптимальні умови формування електромагнітної біжучої хвилі й інтервал межових значень циклотронного параметра за фокусування електронного потоку магнітним полем. Запропоновано нові модифікації спрямованих відгалужувачів, дільників потужності та джерел випромінювання.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод підсумовування рядів у гільбертовому просторі з відтворювальним ядром (ГПВЯ) з метою суттєвого підвищення швидкодії моделювання компонентів радіоелектронних пристроїв. Визначено структурну ієрархію просторів, запропоновано новий аналітичний метод точного підсумовування рядів. Доведено основні теоретичні положення, пов'язані з методом підсумовування рядів у ГПВЯ. Викладено аналітичні розв'язки межових електродинамічних задач аналізу електромагнітного поля. Розроблено моделі дифракції електромагнітних хвиль на системі об'ємних діафрагм у прямокутному хвилеводі з використанням методу підсумовування рядів у ГПВЯ. Запропоновано метод розв'язку межових електродинамічних задач моделювання хвилевідних і резонаторних пристроїв.

  Скачати повний текст

Визначено закономірності нелінійної взаємодії електромагнітної хвилі з діелектричними періодичними структурами. Виявлено та проаналізовано фізичні явища, що обумовлюють процес розповсюдження електромагнітних хвиль у даних структурах. Обгрунтовано можливість застосування встановлених закономірностей нелінійної взаємодії електромагнітної хвилі з діелектричними періодичними структурами як засобів керування електромагнітним випромінюванням. Розроблено та реалізовано методику розрахунку лінійних і нелінійних характеристик діелектричних періодичних структур на базі методу скінченних різниць у дво- та тривимірному наближеннях. Вивчено ефект зсуву дисперсійних кривих і забороненної зони діелектричних періодичних структур у випадку нелінійної взаємодії електромагнітного випромінювання з діелектричним періодичним середовищем. Вивчено явище нелінійного тунелювання електромагнітних хвиль у хвилевідних системах на базі діелектричних періодичних структур. Досліджено вплив нелінійного поглинання на характеристики нелінійного тунелювання.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Обгрунтовано збіжність введених модових розкладень для електромагнітних полів. Розроблені числові схеми реалізовано у прикладних програмах. Застосування цих програм дозволило розв'язати задачі збудження та поширення нестаціонарних електромагнітних хвиль в екранованих квазі-ТЕМ лініях і несиметричній радіально-неоднорідній біконічній лінії передачі у строгій електродинамічній постановці й одержати нові фізичні результати. Показано, що в довільній квазі-ТЕМ лінії передачі імпульс з фінітним спектром може поширюватися без істотного спотворення форми. Проаналізовано ефект збільшення амплітуди випроміненого сигналу в біконічній лінії передачі за рахунок введення радіально-неоднорідного діелектричного заповнення.

  Скачати повний текст

Розроблено обчислювальні алгоритми на базі стандартних схем методу кінцевих різниць з оригінальними точними "поглинаючими" умовами. Виявлено та досліджено ефекти модового та частотно-модового розшарування надширокосмугових імпульсів. Удосконалено теорію щілинних резонансів, для розв'язання задач якої вперше використано строгі методи часової області. Розв'язано ряд актуальних прикладних задач, пов'язаних з синтезом функціональних вузлів техніки потужних імпульсних полів.

  Скачати повний текст

Удосконалено електродинамічну теорію неоднорідних квазіоптичних резонаторів. Обгрунтовано шляхи вирішення проблеми визначення електрофізичних параметрів речовин у разі використання таких резонатрів з коливаннями "шепочучої галереї". Вивчено власні та вимушені (збуджені радіальним магнітним диполем в діелектричній півкулі, розміщеної на ідеально провідній площині) коливання в неоднорідних квазіоптичних резонаторах з циліндричними та сферичними поверхнями. Досліджено розподіл їх електромагнітних полів. Розглянуто фізику взаємодії полів з речовинами. Удосконалено теорію власних коливань циліндричних діелектричних резонаторів (ЦДР) та радіально двошарових ЦДР з провідними торцевими поверхнями, в яких всі прошарки, зокрема навколишнє середовище, є анізотропними. Досліджено власні коливання радіально тришарового ЦДР та напівпровідної кулі. Проведено електродинамічний аналіз різних видів резонатора: півциліндричного діелектричного з аксіально-однорідними модами за наявності у ньому циліндричної діелектричної або металевої неоднорідності, анізотропного кульового діелектричного з азимутально-неоднорідними коливаннями, ізотропного сфероїдального діелектричного, гіротропного циліндричного діелектричного з ідеально провідними торцевими поверхнями та гіротропного кульового з азимутально-однорідними коливаннями. Вивчено власні аксіально-однорідні коливання ЦДР з взаємно ортогональними напрямками осі анізотропії та його поздовжньої вісі. Вирішено проблему визначення електрофізичних параметрів речовин на основі експериментально встановлених спектральних та енергетичних характеристик неоднорідних квазіоптичних резонаторів. Обгрунтовано широкодіапазонні резонансні методи визначення проникностей діелектриків, зокрема рідин або газів, та поверхневих опорів провідників і надпровідників. Удосконалено підхід щодо визначення компонент тензора діелектричної проникності з використанням анізотропних ЦДР або радіально двошарового ЦДР.

  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

Розвинуто методи строгого електродинамічного аналізу структур, утворених з ідеально провідних елементів канонічних поверхонь, досліджено їх дифракційні характеристики (розподіл поля в утворених ними резонаторах, хвилеводах і рупорах, діаграми спрямованості, енергетичні та спектральні характеристики) в однорідних і кусково однорідних середовищах. Розроблено нові підходи до розв'язання суматорних рівнянь скалярних задач дифракції для конічних, біконічних і клиноподібних поверхонь з краями, що базуються на використанні матричних операторів для зведення їх до безмежних систем лінійних алгебричних рівнянь другого роду методом "напівобертання". На базі розроблених підходів вперше всебічно вивчено особливості формування поля в електродинамічній системі "скінчений конус - радіальний електричний диполь - зрізаний конус" і досліджено закономірності дифракції хвиль на розгалуженні конічного хвилеводу. Виявлено ряд нових фізичних особливостей формування вісесиметричного поля в сферичних металічних і діелектричних резонаторах з конічними вставками. Застосовано метод Вінера - Хопфа для розв'язання нових крайових задач дифракції на клинах і циліндричних кавернах і з'ясовано їх властивості.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив фонової плазми в резонаторі гіротрона на його електромагнітні властивості, лінійну та нелінійну стадії збудження високочастотного поля у резонаторі гвинтовим елетронним пучком. Значну увагу приділено випадку, коли плазма є розрідженою, а робочою та конкуруючими модами гіротрона є квазі-ТЕ моди. Показано, що фонова плазма у його резонаторі спричиняє зменшення резонансних частот квазі-ТЕ мод. Величина зсуву частоти добре узгоджується з експериментально спостереженою величиною. Одержано лінійне рівняння збудження високочастотного поля гвинтовим електронним пучком у резонаторі гіротрона з розрідженим плазмовим наповненням. Проведено числове дослідження впливу фонової плазми на лінійні часові інкременти, області нестійкості та стартові струми для квазі-ТЕ мод резонатора. Одержано систему нелінійних рівнянь гіротрона, яка описує стаціонарну одномодову генерацію квазі-ТЕ моди резонатора, заповненого магнітоактивною плазмою, на підставі результатів розв'язання якої проаналізовано зміни коефіцієнта корисної дії та вихідної потужності генерації гіротрона під впливом фонової плазми у резонансній структурі генератора.

  Скачати повний текст