Получено решение обратной задачи для зондирования радиально слоистого кругового цилиндра с помощью метода Гольдфарба, относящегося к прямым методам теории параметрической оптимизации. Использованы преимущества метода, связанные с изменяемой метрикой. С физической точки зрения проведено моделирование различных состояний поляризации падающего монохроматического поля. Рассмотрена возможность облучения исследуемого объекта полем нити электрического либо магнитного тока. Разработан вычислительный алгоритм и программа на языке ФОРТРАН для проведения вычислительных экспериментов. В итоге на основании полученных результатов расчетов установлена не только работоспособность, но и высокая эффективность предложенного подхода.

Рассмотрены возможности совместного применения сверхширокополосных импульсов георадара и алгоритма обработки поляризационного состояния отраженных плоскослоистой средой электромагнитных волн для решения задачи толщинометрии плоскослоистых сред. Такой метод отличается от ранее известных подходов в первую очередь применением сверхширокополосных импульсных сигналов совместно со специализированными антенными блоками современного георадара. Проведены как вычислительные эксперименты по проверке адекватности используемых моделей, так и экспериментальные измерения влияния ориентации антенного блока георадара относительно границ зондируемой среды. Полученные результаты могут найти применение при оптимизации характеристик и конструкции георадаров, а также для интерпретации данных обследования автомобильных дорог.

Рассмотрена задача позиционирования и идентификации подповерхностных дефектов (трещин) в нижних слоях покрытия дорожных одежд нежесткого типа. Для решения предложено использовать поляризационное состояние зондирующих и, соответственно, отраженных сигналов - регистрацию так называемых кросс-поляризационных компонент сигналов. Предложены модифицированные алгоритмы определения глубины залегания подповерхностной трещины, а также компарационный алгоритм для оценки ширины раскрыва трещины. Приведены результаты как численного моделирования с помощью разработанных компьютерных программ, так и результаты лабораторных исследований. Представлены результаты экспериментов по обследованию автомобильных дорог Харьковской области.

Методом вектора Герца решена задача определения амплитудных и фазовых характеристик электрических и магнитных полей в ближней и промежуточной зонах наблюдения, излучаемых апертурной антенной с раскрывом круглой формы при равномерном синфазном ее возбуждении. Показано, что круглые апертуры формируют прожекторный луч в ближней зоне при диаметрах раскрыва, больших одной длины волны. Характер распределения амплитуд и фаз электрического и магнитного полей в ближней и промежуточной зонах качественно близок к таким же распределениям в случае квадратных и прямоугольных апертур, однако отличается существенно большей глубиной осцилляций полей.

Методом векторного потенциала во временной области решается задача излучения тонкого импульсного излучателя малых размеров с равномерным распределением электрического тока. Сравнивается классическое решение для поля излучения диполя Герца с улучшенным, полученным ранее путем учета большего количества слагаемых в разложении в ряд подынтегрального выражения для векторного потенциала, и с точным решением, рассчитанным численно для произвольных расстояний, включая предельно близкие расстояния до излучателя. Проанализированы зоны излучения малого источника заданного нестационарного тока с точки зрения классических определений зон и определений, содержащих зависимость от времени, сформулированных Х. Ф. Хармутом. Предложен новый энергетический критерий зон импульсного излучения на основе подхода Х. Ф. Хармута.

Рассмотрены переходные процессы распространения нестационарного электромагнитного поля в нелинейной среде. На основе метода эволюционных уравнений получены все компоненты электромагнитного поля как явные функции пространства-времени. Представлен анализ компонент поля, а также предложены численные методы для их расчета. На примере задачи излучения плоского диска с равномерно распределенным электрическим током в однородную стационарную среду рассмотрены эффекты переходных процессов. На этом примере продемонстрирован итеративный метод учета нелинейности. Рассмотрены эффекты самовоздействия сильного поля в среде распространения, которые порождены вторичными источниками электромагнитного поля.

Теоретически на основе векторной теории Рэлея-Зоммерфельда с использованием излучения волноводного терагерцевого лазера (0,4326 мм) проведено исследование физических особенностей умеренной и острой фокусировок пучков излучения, возбуждаемых модами лазерного резонатора на основе круглого металлического волновода при различной пространственной поляризации поля. Показано, что в фокальной области линзы в случае острой фокусировки пучка излучения, возбуждаемого радиально поляризованной TM01q модой, наблюдается значительный рост его осевой интенсивности, обусловленный существенным возрастанием в этом случае интенсивности продольной компоненты поля данной моды. Полученные результаты расширяют знания об особенностях фокусировки лазерных пучков терагерцевого диапазона.

Запропоновано один із варіантів побудови двочастотного лазера на барвниках з незалежним налаштуванням частоти. Даний лазер побудований за схемою з поперечним накачуванням і плаваючим падінням на дифракційну решітку. Він був розроблений для спектроскопії атомів цинку в рідбергівських n3P012 станах.

Экспериментально исследуется процесс управляемой динамической спектральной фильтрации оптических изображений, отличающихся различными спектральными свойствами. Аппаратная функция акустооптического процессора формировалась на основе априорных сведений о спектральных свойствах объекта и фона таким образом, чтобы обеспечить подавление спектральных составляющих излучения фона. Источниками оптического излучения служили три полупроводниковых лазера, работающих в диапазонах красного, зеленого и синего участков спектра. В качестве элементов, имитирующих геометрические и спектральные свойства отражающих поверхностей объекта и фона, использовались миры и абсорбционные светофильтры. Количественная оценка спектральной фильтрации изображений объекта и фона осуществлялось с использованием амплитудно-пространственных характеристик на выходе пространственного фотоприемника.

Предложен перспективный элемент флэш-памяти, использующий в качестве ячейки хранения информации массив самоорганизованных квантовых точек, применяемых как промежуточный слой в структуре полевого транзистора с модулированным легированием. Описаны физические основы хранения информации в предлагаемом элементе памяти. Представлена схематическая структура изучаемого элемента на основе структуры GaAs/AlGaAs MODFET транзистора, а также его функционирование в режиме записи, чтения, стирания и хранения информации. Структуру слоя квантовых точек предлагается выращивать на основе принципа самосогласованного роста Странского-Крастанова. Цикл перезаписи в ячейке памяти на основе квантовой точки осуществляется изменением напряжения на затворе, так же, как и в традиционной флеш-памяти.

Рассмотрена работа диодов на основе соединений AlGaN и InGaN в режиме с ограничением накопления объемного заряда. Проанализирована эффективность генерации диодов с учетом возможности возникновения ударной ионизации. Анализ работы диодов проводился с использованием метода Монте-Карло в приближении локальной зависимости скорости ударной ионизации от электрического поля. Определены максимальные эффективности генерации диодов на заданной частоте и частотный диапазон их работы. Получены энергетические характеристики диодов с различной длиной и составом материала. Молярная доля алюминия и индия менялась от 0 до 0,4. Показано, что ударная ионизация оказывает наибольшее влияние на работу InGaN - диодов и приводит к уменьшению эффективности их генерации.

Предложен самосогласованный подход к анализу данных наблюдений метеороидов в атмосфере Земли. Определены стабилизирующие функционалы для алгоритма регуляризации. Рассчитана траектория падения Челябинского метеороида. Определены временные зависимости массы и миделя космического тела. Временные зависимости параметров траектории, массы и миделя смоделированы цепочками кубических сплайнов. Учтена априорная информация в виде монотонно убывающих временных зависимостей массы и скорости, а также светимости в абсолютных звездных величинах и метеоритной нормировке. Определены параметры регуляризации.

Рассмотрены статистические параметры 722 болидов, исходные данные о которых взяты из базы данных НАСА. Построены кумулятивные зависимости числа событий от начальной кинетической энергии, энергии свечения и распределение числа событий по массам. Установлены соответствующие эмпирические соотношения. Объяснено расхождение наблюдательных данных и аппроксимации. Показаны закономерности, подтверждающие статистику для большего числа вторжений космических тел в атмосферу Земли.

Изложены результаты системного спектрального анализа временных вариаций уровня горизонтальных компонент геомагнитного поля, сопровождавших старты и полеты ракет Союз и Протон с космодромов Плесецк и Байконур в 2014 - 2017 гг. Получены основные параметры сигналов, связанных с возмущениями геомагнитного поля. Развитая теоретическая модель волновых возмущений, генерируемых стартами и полетами ракет, находится в хорошем соответствии с результатами наблюдений.

Предложен метод частичной маскировки радиолокационных объектов сложной формы. Проведено численное моделирование измерения эффективной площади рассеяния (ЭПР) объекта с помощью декомпозиционного метода. В рамках данного метода объект разделяется на элементы и в ближней зоне объект облучается антенной поэлементно, далее отражение от каждого элемента суммируется. Выявлены наиболее существенно отражающие участки поверхности объекта. Рассмотрена возможность снижения ЭПР таких элементов поверхности объекта, при этом осуществляется маскировка участков поверхности объекта с помощью радиопоглощающих материалов (РПМ). Проанализировано влияние подобных мероприятий на среднюю ЭПР всего объекта, выявлена оптимальная часть поверхности объекта, которую следует таким образом маскировать, и требуемый при этом уровень снижения отраженного сигнала (фактически - качество используемого РПМ).

Предложена схема объединения метода расчета эквивалентного поверхностного импеданса, учитывающая кривизну поверхности и алгоритма решения обратной задачи восстановления распределения импеданса по данным регистрации поля на некотором замкнутом контуре вне объекта. Это позволяет отнести предлагаемый подход к направлению "дифракционная томография". Как и при других реализациях схемы Ньютона - Канторовича, в качестве информативных параметров могут выступать не только пространственное положение приемной антенны (дифракционная томография), но и частота зондирующего монохроматического сигнала или его поляризационное состояние. Еще одним преимуществом предложенного алгоритма, как и других алгоритмов в рамках схемы Ньютона - Канторовича, является возможность построения итерационной процедуры с помощью многократного повторения процесса нахождения поправки к стартовому значению распределения импеданса (начальному приближению).

Проведен сравнительный анализ различных подходов и методов обнаружения и позиционирования подповерхностных неоднородностей. Он показал, что среди неинвазивных (неразрушающих) методов оценки текущего состояния промышленных изделий и строительных конструкций наибольшими перспективами обладают волновые методы, основанные на использовании сверхширокополосных (СШП) импульсных сигналов. Для определения направления цилиндрической протяженной неоднородности предложено использовать явления, связанные с изменением поляризационного состояния зондирующего сигнала и результирующего изменения поляризации дифрагированных волн при различных направлениях неоднородности. Для дальнейшего развития данного метода были проведены лабораторные эксперименты по регистрации СШП импульсных сигналов, отраженных от цилиндрических неоднородностей, как в свободном пространстве, так и в одном из слоев плоскослоистой среды.

Рассмотрен метод решения задачи измерения толщины слоев плоских неоднородных сред с учетом потерь (затухания). Затухание может быть вызвано как наличием проводимости у материалов слоев, так и регистрацией приемными антеннами лишь части поля, которое рассеяно внутренними границами. При решении использованы модели среды с проводимостью и численный алгоритм, опирающийся на послойное определение толщины и комплексной диэлектрической проницаемости слоев. Для зондирования использованы сверхширокополосные импульсы георадара. Основная идея, положенная в основу обработки данных, состоит в первоначальной калибровке георадара. Эта операция предполагает определение амплитуды и фазы волны, отраженной от листа металла, размещенного на наружной поверхности исследуемой среды. Далее алгоритм в полуавтоматическом режиме осуществляет определение толщины и диэлектрической проницаемости внутренних слоев среды.

Рассмотрена задача излучения импульсного тока сложного пространственного распределения, которое аппроксимируется конечным набором диполей. Исследованы три варианта плоских излучателей, которые с разной точностью аппроксимируют криволинейный ток. Данные задачи решаются с помощью метода векторного потенциала во временном области, что позволяет получить все векторные компоненты излученного поля. Полученные результаты сравниваются с классическими для одиночного диполя Герца, который возбуждается током с произвольной зависимости от времени. Проанализированы процессы преобразования электромагнитного поля вблизи излучателя и в его волновой зоне. Обсужден критерий границы волновой зоны для данного типа излучателей.

Решена задача излучения нестационарного тока в нелинейное пространство. Поле, которое порождает эффект электромагнитного снаряда, рассмотрено в качестве примера нелинейного влияния поля самого на себя. Нелинейные свойства учтены в материальных уравнениях среды как дополнительная компонента вектора поляризации. Кубическая нелинейность выбрана в качестве нелинейной составляющей вектора поляризации.