Розроблено принципи та алгоритми геометричного аналізу хвилевідних структур, що забезпечують узагальнення та підвищення ефективності використання методу часткових областей під час розв'язання тривимірних внутрішніх крайових задач. Запропоновано та досліджено нові типи фільтрів НВЧ-діапазону на коротких секціях Н-хвилеводів з нетрадиційними позамежними зв'язками, модифіковано хвилевідні дільники-об'єднувачі з неоднорідностями в області зв'язку та диплексери на їх базі. Запроваджено швидку (пірамідальну) методику оптимізації широкосмугових хвилевідних диплексерів, яка враховує вплив вузла дільника на всі елементи канальних фільтрів.

  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

Розглянуто фізичні аспекти функціонування та створення багатофункціональних сенсорів фізичних величин на основі електрооптичного ефекту у разі холестерико-нематичного переходу. В основу досліджень покладено немато-холестеричні суміші ціанобіфенілів та оксиціанобіфенілів з домішкою ефірів холестерину ряду одноосновних карбонових кислот. Виявлено вплив селективної компоненти на характер розсіювання світла, встановлено зв'язок між крутизною температурної залежності кроку спіралі та параметрами індукованого холестерика, а також оптимальний частотний діапазон керуючого сигналу шляхом модифікації складу немато-холестеричних сумішей. Розроблено нову структуру багатофункціонального сенсора фізичних величин на базі індукованого холестерика та планарного світловода. Представлено моделі функціонування сенсора фізичних величин на базі рідких кристалів зі змінним показником заломлення під дією температури чи електричного поля, побудованих на основі розрахунку зміни інтенсивності світлового сигналу під час проходження через рідкокристалічний сенсор, пояснено фізику роботи запропонованих структур сенсорів. Розроблено нові структури оптоелектронних рідкокристалічних багатофункціональних сенсорів системи планарний світловод - рідкий кристал для реєстрації фізичних величин та частотно-амплітудний перетворювач у діапазоні частот 200 Гц - 1 кГц, які здатні реєструвати температуру в діапазоні 230 - 330 К та тиск у діапазоні 2 - 4 кбар.

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено взаємодію електронних потоків з електромагнітними хвилями у напіпровідникових хвилевідних структурах круглого та прямокутного поперечних перерізів. Дослідження проведено з урахуванням дисипативних ефектів у напівровіднику під час відсутності та за умов зовнішнього постійного магнітного поля. Визначено ефективність пучково-плазмової взаємодії у розглянутих напівпровідникових хвилевідних структурах і з'ясовано вплив параметрів системи на ефективність взаємодії. Одержано нову інформацію про особливості взаємодії електронних потоків з власними хвилями напівпровідникових хвилевідних структур, що може бути використана в сучасній радіофізиці під час створення експериментальних зразків плазмових підсилювачів і генераторів. Розроблено практичні рекомендації для експериментального дослідження взаємодії електронних потоків з електромагнітними хвилями у напівпровідникових хвилевідних структурах.

  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

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

  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

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

Запропоновано та реалізовано безконтактну неруйнівну експериментальну методику вимірювання розподілу поля хвилевідних структур і розподілу локальних електродинамічних параметрів діелектричних і магнітних матеріалів. Досліджено декілька типів фільтрувальних структур та модулятор на PIN-діоді. Показано, що, завдяки застосуванню даного типу хвилеводу, такі структури є конкурентоспроможними у порівнянні з широковживаними аналогами.

  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

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

Наведено спосіб п'єзомеханічного керування сталою поширення у хвилеводі з частковим діелектричним заповненням, придатний для створення фазообертачів. Проаналізовано чутливість різних типів хвиль до керуючого чинника, запропоновано заходи щодо покращання чутливості нижчого типу коливань та придушення вищих типів хвиль. Важливою перевагою запропонованого фазообертача є відсутність фундаментального обмеження діапазону робочих частот, завдяки якій конструкція може бути застосована на більш високих частотах. Розроблено електродинамічні моделі інтегральних ліній передачі на багатошарових діелектричних основах, проведено аналіз фазообертачів з їх використанням. Установлено необхідність використання широкосмугових узгоджувальних трансформаторів, розроблено алгоритм їх аналізу та проектування. Надано рекомендації щодо вибору параметрів керованої плівки, основи та геометрії електродів. Запропоновано спосіб майже трикратного підвищення ефективності керування гібридними фазообертачами за рахунок сильного збурення електромагнітного поля лінії шляхом уведення сильної неоднорідності у вигляді повітряного зазору змінної ширини, а саме шляхом відриву від основи сигнального провідника мікрополоскової лінії, закріпленого на рухомій діелектричній пластині. З використанням результатів дослідження визначено принципи створення діелектричних фазообертачів надвисокочастотних, які відрізняються високими показниками та мають ширший діапазон робочих частот. З метою вимірювання параметрів об'ємних матеріалів з високими значеннями діелектричної проникності та втрат вдосконалено нерезонансний метод передачі/короткого замикання відрізка лінії передачі з використанням діелектричних трансформаторів. Для вимірювання параметрів тонких інтегральних діелектричних плівок розроблено оригінальний хвилеводний метод недеструктивного контролю.

  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

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

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

Шляхом проектування фрактально структурованої множини точок на ідеально гладку поверхню доведено можливість знаходження власних функцій і чисел крайових задач у хвилеводних структурах, які мають геометричні фрактальні сингулярності на своїх поверхнях. Досліджено поведінку електромагнітного поля у хвилеводних структурах, частково заповнених метаматеріальним середовищем. За допомогою засобів франтального аналізу доведено можливість пояснення термодинамічних парадоксів і аномальних явищ, що виникають у штучно сконструйованих середовищах напрямних систем.

  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

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