Увагу зосереджено на розвитку методів аналізу та оптимізації багатовходових реконфігурованих антенних систем. На підставі аналізу сучасного стану досліджень в галузі МІМО (Multiple Input Multiple Output) систем обгрунтовано необхідність побудови коректної математичної моделі реальної нелінійної системи МІМО. Запропоновано новий підхід і розроблено нелінійну математичну модель електродинамічного рівня багатовходової системи з реконфігурованими антенами (РА) на основі теорії антен з нелінійними елементами. Запропоновано методику й алгоритм проектування багатовходових систем з РА, що мають достатню гнучкість та універсальність. Для числової реалізації запропонованої методики й алгоритму розроблено програмні засоби для аналізу РА у тонкопроводовому наближенні та їх оптимізації з використанням генетичного алгоритму. Запропоновані методика та пакет програм використано для моделювання деяких простих МІМО систем з РА. Показано, що шляхом зміни частотних характеристик вхідного опору РА може здійснюватись керування спектральною ефективністю багатовходової системи.

Увагу приділено вдосконаленню існуючих і розробці нових методів і засобів підвищення точності вимірювання просторово-часових характеристик (ПЧХ) ультразвукових (УЗ) лінійних фазованих антенних решіток (ФАР) п'єзоелектричних перетворювачів (ПЕП). Здійснено класифікацію похибок, які виникають під час вимірювання ПЧХ УЗ лінійних ФАР ПЕП. Виділено похибки, які мають найбільший негативний вплив на точність вимірювання параметрів ПЧХ. Розроблено математичні моделі систем вимірювання ПЧХ лінійних ФАР із сумісним і з індивідуальним збудженням ПЕП, що реалізують традиційний метод і метод суперпозиції. Проведено порівняльний аналіз математичних моделей похибок систем вимірювання. Створено системи вимірювання ПЧХ УЗ лінійних ФАР ПЕП із сумісним і з індивідуальним збудженням. Розраховано та виміряно метрологічні характеристики трактів випромінювання та прийому систем. Проведено порівняльний аналіз між теоретичними ПЧХ без урахування та з урахуванням похибок вимірювання й експериментальними ПЧХ. Визначено параметри непевності результатів вимірювання ПЧХ УЗ лінійних ФАР ПЕП. Показано, що метод вимірювання ПЧХ лінійних ФАР з індивідуальним збудженням, на відміну від традиційного методу із сумісним збудженням, дозволяє підвищити точність вимірювання параметрів ПЧХ.

Монография посвящена развитию второго и третьего подходов к расчету звуковых полей подводных акустических антенн на основе развития и применения аналитических и численных методов решения волновых задач взаимодействия тел в многосвязных областях. Изучено влияние на формирование полей взаимодействия элементов антенн по звуковому полю, обусловленного многократным рассеиванием волн всеми элементами антенн. Представлены закономерности формирования полей антеннами различного вида в зависимости от параметров антенн и их элементов. Приведены рекомендации по практическому использованию эффектов дифракционного взаимодействия при построении антенн.

З використанням решітки вимірювальних зондів розроблено метод та алгоритм вимірювання матриці взаємних зв'язків випромінювачів в стаціонарних передаючих фазових антенних решітках (ФАР). Показано, що використання запропонованого алгоритму у складі системи контролю фазованих решіток дозволяє значно підвищити їх інформативність і сприяє підвищенню ефективності адаптації процесу керування антенами до власного технічного стану. Вперше розроблено метод контролю передаючих ФАР, який формує оцінки амплітудно-фазового розподілу на апертурі з урахуванням взаємних зв'язків випромінювачів після кожного випромінювання антени, що дає можливість постійно коректувати систему керування променем ФАР з метою максимального зближення реалізованого та бажаного амплітудно-фазового розподілу в антені. Відзначено, що новий алгоритм вимірювання матриці взаємних зв'язків випромінювачів в стаціонарних передаючих ФАР і метод контролю розраховано на застосування за умов присутності на вимірювальній площадці лун-сигналів. Досліджено залежність помилок відновлення характеристик фазованої решітки від геометрії вимірювально-обчислювальної системи. Показано, що існують такі міжелементні відстані у решітці вимірювальних зондів і таке її віддалення від контрольованої антени, які мінімізують число обумовленості матриці коефіцієнтів передачі й обмежують помилки відновлення характеристик ФАР у процесі рішення систем лінійних рівнянь шляхом обертання цієї матриці. Запропоновано критерій оптимізації геометрії вимірювально-обчислювальної системи.

Досліджено електродинамічні характеристики багатоцільової антенної решітки (АР) та розробки на її базі антени для багатофункціональних радіотехнічних систем. Проведено інженерний розрахунок характеристик спрямованості дугової антенної решітки (ДАР) з метою виявлення загальної закономірності їх формування. Визначено, що ДАР формує підвищений рівень бічного випромінювання. Запропоновано метод керування амплітудно-фазовим збудженням в елементах АР. Побудовано математичну модель наведених електрорушійних сил (ЕРС) та проведено його експериментальне дослідження, що підтвердило можливість керування параметрами поляризації поля, що випромінюється даним елементом. Розроблено математичні моделі цифрового керування характеристиками спрямованості АР і методу амплітудного керування параметрами поляризації випромінюваного поля. Проведено комп'ютерне моделювання ДАР, складеної з розроблених випромінювачів і такою, що керується з використанням розроблених методів. Зазначено, що застосування методу керування амплітудним збужденням показало високий ступінь стійкості оптимізаційного алгоритму, що дозволяє зберегти один і той же амплітудний розподіл у всій робочій смузі частот. Продемонстровано можливість керування поляризацією поля в межах головної пелюстки діаграми спрямованості (ДС) ДАР.

Розвинуто числовий метод на базі методу інтегральних рівнянь і методу моментів. Розглянуто аспект його застосування для проведення багатопараметричних розрахунків електродинамічних полів, розсіяних плоскими двоперіодичними решітками з безперервних криволінійних металевих стрічок на екранованому та неекранованому шарі діелектрика, а також на плоскій двошаровій структурі, кожен шар якої є двоперіодичною решіткою зі стрічок. Наведено результати дослідження коефіцієнтів відбиття та проходження для решітки зі стрічок за різної форми стрічки у межах періодичної комірки залежно від параметрів падаючого поля. У процесі вивчення дифракційних характеристик було з'ясовано нові ефекти та властивості, використання яких є доцільним.

Досліджено нелінійну взаємодію хвиль у структурі, створеній періодичним повторенням напівпровідникового та діелектричного шарів та розташованій у зовнішньому магнітному полі. Для вивчення нелінійних процесів у безмежних і неоднорідних структурах запропоновано метод, який базується на теорії трихвильової взаємодії та формулі Гріна. Вивчено особливості розповсюдження об'ємних і поверхневих хвиль нових типів у напівпровідниковій надгратці у магнітному полі. З'ясовано, що залежність тензора діелектричної проникності від частоти та магнітного поля призводить до специфічної зонної структури спектра в шаруватому середовищі. Розраховано дисперсійні характеристики з урахуванням обмеженості швидкості поширення світла й охарактеризовано властивості коефіцієнта відбиття електромагнітних хвиль від періодичної структури. За результатами теоретичних досліджень отримано два типи ("нульовий тип" і "тип") поверхневих електромагнітних хвиль, які поширюються уздовж поверхні розподілу напівпровідникової гратки й однорідного напівпростору. Проаналізовано резонансні умови між першою та другою гармоніками хвиль. Доведено, що зростання коефіцієнта нелінійної взаємодії асоціюється з резонансними явищами: бреггівським резонансом на періоді структури, "нелінійним резонансом" і циклотронним резонансом.

Рассмотрены особенности разложения поля излучения по плоским волнам для моделирования характеристик отражения в микроволновой интроскопии, решения задачи дифракции на периодических структурах методом Шварца, применения метода интегрального уравнения для решения трехмерных дифракционных задач. Охарактеризован волновой делитель мощности антенной решетки с частотным сканированием, описаны электромагнитные волны в пространственно-периодической среде с бипараболической модуляцией диэлектрической проницаемости. Приведено кинетическое уравнение для электрона в кристалле с учетом неравновесных электрон-фононных корреляций. Проанализированы критические явления вблизи сегнетоэлектрических фазовых переходов. Предложены модели генерации конечных базисов оптимальных для энергии молекул.

Исследованы системы фазовой автоподстройки (ФАП) с различными корректирующими устройствами. Большое внимание уделено системам ФАП, используемым для регулирования скорости магнитной записи воспроизведения информации. Освещены вопросы повышения основных показателей качества систем ФАП: точности в синхронных (установившихся) режимах при медленных изменениях фазы задающего сигнала и быстродействие при ступенчатых изменениях фазы. Проведен анализ систем автоматического регулирования скорости.

Розглянуто фізичні засади та принципи дії лазерів на парамагнітних кристалах, а також газових і напівпровідникових лазерів, лазерів на розчинах органічних сполук і оптичних резонаторів. Висвітлено особливості робочих речовин і конструкцій квантових приладів, а також розробки таблиць їх робочих параметрів. Запропоновано математичні моделі окремих функціональних вузлів даних приладів.

Рассмотрены физические основы и принципы действия лазеров на парамагнитных кристаллах, а также газовых и полупроводниковых лазеров, лазеров на растворах органических соединений и оптических резонаторов. Освещены особенности рабочих веществ и конструкций квантовых приборов, а также составления таблиц их рабочих параметров. Предложены математические модели отдельных функциональных узлов данных приборов.

Запропоновано мінімаксний підхід до розв'язання задач системного аналізу під час створення гідроакустичних вимірювальних комплексів. Розв'язано задачу мінімаксного оцінювання ядра інтегрального оператора, яка виникає у ході оцінювання амплітудного розподілу в лінійному елементі антени за умов невизначеності. Випадкові збурення розглянуто як елементи та процеси зі значеннями в гільбертових просторах. Розв'язано задачу мінімаксного оцінювання співвідношення шум/сигнал в антенній решітці (АР) за умов невизначеності кореляційної матриці шумів. Розроблено пакет прикладних програм з моделювання гідроакустичного поля в адаптивній АР, а також програм оптимальної та адаптивної обробки сигналів у гідроакустичній АР. Реалізовано метод просторового сканування на базі алгоритмів захисту каналів спостереження.

Удосконалено математичну модель плоскої електромагнітної хвилі (ЕМХ), згідно з якою просторово-поляризаційна селекція (ППС) корисних сигналів (КС) та активних шумових завад (АШЗ) мають вигляд сукупності просторових гармонік, що відрізняються своїм аргументом, яким може бути просторова частота (напрямок приходу ЕМХ), а це дозволяє здійснити подальший синтез АВ, модель адекватно описує реальну завадову ситуацію. Розроблено методику синтезу оптимальних систем ППС КС, яка передбачає розподіл матриці завади на блочні складові, що дозволяє підвищити швидкість обробки сигналів та здійснити подальший синтез АВ. Одержано нові математичні співвідношення для синтезу оптимальних автокомпенсаторів, відмінність яких полягає у використанні прямого добутку для подання кореляційної матриці АШЗ, які діють на адаптивні антенні решітки (ААР) з каналами, рознесеними за простором та поляризацією. Це дозволяє здійснити подальшу факторизацію адаптивного алгоритму ППС. Розроблено методику синтезу системи ППС, яка базується на виділенні регуляризуючої складової гармоніки у ППС, що дозволяє визначити умови оптимальної факторизації ППС та розробити структури, які можна фізично реалізувати. Удосконалено статистичну модель адаптивної обробки сигналів на фоні АШЗ, призначену для оцінювання ефективності адаптивних систем ППС. Створено методику розрахунку бістатичної індикатриси розсіювання двохелементної ААР, з урахуванням залежності між коефіцієнтом відбиття від апертури ААР і кутами падіння та спостережень КС. Це дозволяє обгрунтувати вимоги до ААР у разі її використання з метою протирадіолокаційного маскування.

Вперше одержано аналітичну залежність помилок визначення кутових координат джерел радіовипромінювання власнеструктурним алгоритмом від статистичних характеристик флуктуацій амплітудно-фазового розподілу (АФР) у прийнятих радіохвилях у режимі надрозрізнення. Удосконалено алгоритми адаптації антенних решіток до спотворень АФР середовищем поширення радіохвиль (ПРХ). У процесі синтезу одержано рівняння адаптації, які дозволяють реалізувати розрахунки за час, істотно менший, ніж період кореляції флуктуацій параметрів середовища ПРХ. Вперше показано можливість та ефективність послідовного застосування запропонованого алгоритму адаптації до умов поширення радіохвиль та алгоритмів кутового надрозрізнення на відрізку часу, що обмежений періодом кореляції параметрів середовища ПРХ. Наведено оцінку похибок пеленгації джерел радіовипромінювання (ДРВ) спектральними методами за умов різних флуктуацій параметрів середовища ПРХ у напрямку кожного з джерел.

Сформульовано й обгрунтовано математичні моделі синтезу антенних решіток (АР) згідно з заданими вимогами до амплітудної діаграми напрямленості (ДН) як варіаційно-поставлені обернені задачі, які грунтуються на задачах аналізу, що враховують взаємний вплив випромінювачів і векторний характер електромагнітного поля. Доведено теореми існування квазірозв'язків задач синтезу АР для випадку, якщо лінійний оператор, який описує ДН решітки, є цілком неперервним і діє у гільбертових просторах, інтегрованих з квадратом функцій. Показано, що для задачі синтезу лінійних АР із циліндричних випромінювачів за заданою амплітудою ДН із урахуванням взаємного впливу елементів характерні неєдність та галуження розв'язків. Досліджено кількісні та якісні характеристики існуючих розв'язків залежно від властивостей заданої амплітудної ДН і величин фізичних параметрів АР. Одержано (у першому наближенні) аналітичне зображення та визначено властивості малих розв'язків першого типу. Розроблено й обгрунтовано числовий метод розв'язання нелінійних скалярних і векторних задач синтезу різних типів АР за заданою амплітудою ДН і задачі синтезу лінійної нееквідистантної АР з одночасною оптимізацією амплітудно-фазового розподілу джерел збудження й координат розміщення випромінювачів, який базується на уточнених математичних моделях АР. Доведено релаксаційність ітераційного процесу розв'язання нелінійних рівнянь синтезу, побудованого за наявною схемою методу послідовних наближень. Запропоновано й обгрунтовано числовий алгоритм розв'язання задачі фазового синтезу АР із тонких циліндричних випромінювачів, який враховує їх

Розроблено принципи побудови фазометричних перетворювачів комплексних параметрів антенно-фідерних пристроїв. Запропоновано метод вимірювання комплексних параметрів, що базується на аналізі фазового розподілу електромагнітного поля в лінії передачі. Проаналізовано особливості фазового розподілу електромагнітного поля в неузгодженій лінії, встановлено аналітичний взаємозв'язок екстремальних значень і положень нулів цього розподілу з модулем і аргументом комплексного коефіцієнта відбиття вимірювального пристрою. Розроблено математичні моделі фазометричних перетворювачів, що мають підвищену стабільність і точність вимірювань у широкому діапазоні зміни потужності НВЧ-сигналу. Наведено алгоритми обробки вимірювальної інформації та алгоритми калібрування перетворювачів. Проведено оцінку метрологічних характеристик вимірювачів, побудованих на базі розроблених перетворювачів.

Розв'язано ряд нових задач дифракції на обмежених періодичних послідовностях з неоднорідностей зі складним характером розсіювання хвиль у вільному просторі та у хвилеводах. Розвинуто ефективний алгоритм розрахунку характеристик полів розсіювання та перетворення на базі теорії матричних функцій. В одномодовому режимі коефіцієнти розсіювання подано узагальнювальними аналітичними виразами з використанням поліномів Могіна. У двомодовому режимі виявлено кореляцію характеристик полів розсіяння та перетворення багатоланкового хвилеводного фільтра з особливостями розповсюдження власних хвиль його нескіченного аналога. Надано фізичне обгрунтування умов ефективного перетворення вироджених хвилеводних хвиль. Показано, що перетворення хвиль у дисипативній системі значно покращує узгодження радіопоглинального шаруватого покриття екрану для збудливого типу хвилі. В одномодовому режимі розв'язано задачу дифракції на послідовності решіток з резонансних розсіювачів у вигляді щільних брусів прямокутного поперечного перетину. Установлено зв'язок положення та ширини зон прозорості та запирання з областями низького та високого рівня відбиття на частотних, кутових та інтерференційних залежностях коефіцієнтів розсіювання. Одержано умови абсолютної прозорості, значення частот і добротності резонансних коливань, ширини зон квазіпрозорості. З'ясовано їх залежність від довжини періоду. Побудовано теорію прохідного аксіально-симетричного неоднорідного <$ETE sub 0mq>-резонатора з імпедансними боковими стінками. Виявлено умови, за яких уповільнювальні властивості хвилеводів з неоднорідним і однорідним заповненням

Поставлено та розв'язано задачі аналізу та синтезу антен із напівпрозорими поверхнями за заданими амплітудними діаграмами напрямленості (ДН). Оптимізовано розподіл прозорості поверхонь конформних нерезонансних антен. Для резонаторних антен побудовано різні за точністю математичні моделі розрахунку ДН і розподілу прозорості поверхонь та їх форму.

Удосконалено метод скінченних різниць у часовій області для дослідження характеристик узгодження та випромінювання багатошарових смужкових випромінювачів із щільним збудженням та антенних решіток на їх основі. Запропоновано методику синтезу таких випромінювачів і принципи побудови ефективних широкосмугових двополяризаційних антенних решіток з низьким рівнем кросполяризаційного випромінювання. Виявлено закономірності впливу крайових ефектів, взаємодії багатошарових смужкових випромінювачів у складі антенної решітки та досліджено можливості сканування променя в ній. Наведено результати експериментального дослідження розроблених оригінальних діючих зразків антенних решіток сантиметрового та дециметрового діапазонів довжин хвиль.

Розглянуто проблеми створення методів і засобів математичного моделювання процесів формування та просторово-часової обробки акустичних когерентних зображень (АКЗ), які забезпечують підвищення (за умов існуючих технологічних рішень) роздільної здатності систем акустичного зондування. Розроблено математичні моделі вторинних акустичних полів складних поверхонь віддзеркалення. Обгрунтовано новий метод зваженої мультиплікативної просторово-часової обробки, який відповідає особливостям акустичних когерентних полів і забезпечує підвищення (у порівнянні з адитивними методами) кутової роздільної здатності систем акустичного зондування. Експериментально підтверджено адекватність запропонованих математичних моделей вторинних акустичних полів і запропонованої функції розсіяння складної поверхні. Вирішено задачі аналізу та структурно-параметричного синтезу приймальних мультиплікативних фазових антенних решіток різної конфігурації. На основі моделювання процесів формування та просторово-часової обробки АКЗ під час розповсюдження акустичних хвиль в шарувато-неоднорідних середовищах оцінено вплив рефракцій і багатопроменевості на формування зображень. Розроблено програмні засоби комп'ютерного моделювання всіх стадій процесу формування та просторово-часової обробки АКЗ.

Запропоновано та досліджено структури аналогових і цифрових розімкнених систем фазового автопідстроювання (ФАП), структуру оптимальної за швидкодією розімкненої системи ФАП з різними типами фільтрів. Одержано нові структури екстраполюючих коригувальних пристроїв (ЕКП) для підвищення точності системи ФАП. Запропоновано структури системи ФАП з двома ЕКП та наведено результати дослідження стійкості таких систем. Розглянуто різні способи дослідження характеристик точності систем ФАП з ЕКП та проаналізовано перехідні процеси. Вивчено чутливість систем ФАП до параметричних збурень за умов застосування ЕКП. Запропоновано способи усунення за допомогою ЕКП впливу нелінійностей типу зони нечутливості та насичення на точність системи ФАП шляхом їх технічної компенсації. За даних умов усувається статична складова фазової похибки, викликана зоною нечутливості. У разі розширення лінійної зони статичної характеристики нелінійності типу насичення підвищується точність і швидкодія.