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

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

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

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

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

Проведено дослідження фізичних процесів збудження, випромінювання та розсіювання електромагнітних полів щілинними структурами довільних геометричних розмірів і форм та з різними матеріальними параметрами, розташованими у хвилеведучих трактах, збуджуваних гармонічними, широкосмуговими та нестаціонарними полями й випромінювачами на гібридних структурах. Уточнено аналітичні та числово-аналітичні методи розв'язання інтегро-диференціальних рівнянь для магнітного струму в щілинних випромінювачах і розроблено високоефективні за точністю та швидкістю розрахунків фізико-математичні моделі, методи й алгоритми. Виявлено ряд нових фізичних закономірностей щодо формування характеристик електромагнітного поля, яке вирпомінюється щілинними структурами. Визначено умови реалізації необхідних частотно-енергетичних, просторових, часових, просторово-часових, поляризаційних і спрямованих характеристик полів, які збуджуються хвилевідно-щілинними та смужковими структрами, зокрема багатоелементними та з діелектричними неоднорідностями.

  Скачати повний текст

Створено теорію поверхневих магнітостатичних коливань (ПМСК) у двовимірних електродинамічних структурах еліптичного перерізу, яка базується на використанні модифікованої еліптичної системи координат, яку застосовано для аналізу резонаторів ПМСК у вигляді еліптичних отворів, циліндрів і трубок, а також ізольованих еліптичних циліндричних магнітних доменів. Одержано та проаналізовано характеристичні рівняння та просторовий розподіл магнітного поля або намагніченості. Запропоновано геометричну апроксимацію плівкових резонаторів залізо-ітрієвого гранату (ЗІГ), феромагнітних нанодротів і тришарових симетричних наноструктур, одержано добре узгодження теорії з експериментом. Розвинуто теорію параметричних процесів у плівках з тригональною симетрією. Запропоновано оригінальну методику дослідження параметричного збудження спінових хвиль, яка базується на дослідженні добротності магнітостатичного резонатора.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі для прямих кругових циліндричних антен зі скінченною кількістю подовжніх щілин або для кругових циліндричних антен з подовжніми щілинами та вкладеним ідеально провідним циліндром за випадків ТЕ- і ТМ-хвиль. Розроблено математичні моделі для аксіально-симетричних хвилеводів, які мають скінченну кількість гофр або патрубків з внутрішньою частиною, заповненою діелектриком. Задачі дифракції зведені до межових гіперсингулярних інтегральних рівнянь для випадків ТЕ-хвиль для щілинних антен, а також межових сингулярних інтегральних рівнянь для ТМ-хвиль для щілинних антен та у випадку аксіально-симетричних хвилеводів з неоднорідностями. На базі побудованих математичних моделей розроблено комп'ютерні алгоритми, на підставі яких проведено числовий аналіз для широких діапазонів параметрів структури. Відзначено, що використання побудованих математичних моделей дозволяє оптимізувати технічні характеристики розроблених антен і хвилеводів, фільтрів і лінійних прискорювачів, що є необхідним для проектування та побудови сучасних пристроїв радіоелектроніки.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне дослідження нормальних хвиль у прямокутному пружному ізотропному хвилеводі. З використанням методу суперпозиції одержано загальні представлення полів зміщень і напружень, які дозволяють враховувати всі особливості динамічної поведінки хвилеводу. Виконання межових умов призводить до нескінченних систем лінійних алгебричних рівнянь, редукція яких здійснюється з урахуванням асимптотичної поведінки невідомих коефіцієнтів. Досліджено чотири типи нормальних хвиль, дисперсійні характеристики для яких наведено у вигляді графіків. Для розрахунку комплексних гілок дисперсійних кривих запропоновано новий числовий метод. На підставі проведених розрахунків виявлено нові закономірності, а саме: встановлено межові значення фазових швидкостей основних і вищих мод, досліджено властивості "обернених" хвиль, показано залежність комплексних коренів від коефіцієнта Пуассона та наявність нескінченної кількості уявних коренів дисперсійних рівнянь для кожного типу нормальних мод.

  Скачати повний текст

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 представлені 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 радіопоглинаючого шаруватого покриття екрану для збуджуючого типу хвилі. В одномодовому режимі розв'язано задачу дифракції на послідовності решіток з резонансних розсіювачів у вигляді щільних брусів прямокутного поперечного перетину, що ідеально проводять. 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. Виявлено умови, за яких уповільнюючі властивості хвилеводів з неоднорідним і однорідним заповненням співпадають. Визначено діапазони частот, за яких присутнє ефективне внутрішнє перетворення типів хвиль. Одержано розв'язання задачі дифракції для обмеженої послідовності зазначених резонаторів. Виявлено низько- та високодобротні резонансні коливання й умови їх формування, а також широкі частотні діапазони практично нового відбиття енергії падаючого поля.

  Скачати повний текст

Досліджено характеристики розсіювання лінійних решіток поздовжних, хрестоподібних і здвоєних поздовжніх щілин з урахуванням скінченної товщини стінки хвилеводу, діелектричного заповнення щілин, а також двомірних хвилеводно-щілинних фазованих антенних решіток (ФАР). Дослідження проведено з використанням спеціально модифікованого методу послідовних наближень. Показано, що шляхом відповідного вибору коефіцієнта відбиття від навантаження, можна покращати узгодження антени з фідерним трактом, зменшити рівень бічних пелюсток діаграми спрямованості та підвищити коефіцієнт еліптичності поля антен з поляризацією, що обертається. Виявлено, що смуга пропускання удвоєнної щілини може бути як ширшою, так і вужчою, ніж смуга поодинокої стінки хвилеводу. Установлено, що здвоєна щілина, яка розташована поблизу осі широкої стінки хвилеводу, є вузькосмуговим і високоефективним випромінювачем. Проаналізовано ефекти взаємодії хвилеводів у двомірних ФАР.

  Скачати повний текст

Розроблено теорію збудження незв'язаних та зв'язаних тонких лінійних імпедансних вібраторів (ІВ) в електродинамічних структурах загального виду. Сформульовано тензорну крайову мету побудови функції Гріна для векторного потенціалу круглого хвилеводу. Визначено закономірності розподілу сили струму (СС) уздовж лінійного вібратора з урахуванням взаємного впливу симетричних та антисиметричних коливань СС вібратора. Досліджено, що в системі вібратор - хвилевід відбуваються гібридні коливання. Показано, що фундаментальне розв'язання тензорного рівняння Гельмгольца у вигляді неперервного спектра переходить у фундаментальне рішення у вигляді дискретного спектра стоячих циліндричних хвиль. Отримано асимптотичні вирази СС та характеристичного опору незв'язаного ІВ. Визначено граничні умови СС в місці дотику зв'язаного ІВ. Знайдено асимптотичні вирази струму та характеристичного опору в імпедансному дворазово зв'язаному вібраторі радіальної орієнтації в круглому хвилеводі. Досліджено вплив орієнтації, місцезнаходження та поверхневого імпедансу на електродинамічні характеристики у нескінченному та короткозамкненому хвилеводах в режимах резонансного та нерезонансного збудження вібратора.

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено закономірності хвилевих процесів в аксіально-поляризованих п'єзокерамічних циліндрах кругового та кільцевого перерізів з вирізами секторної та сегментної форми. Запропоновано методики побудови та дослідження дисперсійних співвідношень, які описують парціальні та повні спектри зв'язаних нормальних електропружних хвиль у п'єзокерамічних циліндричних хвилеводах за умов наявності на межових поверхнях секторних вирізів гнучких нерозтяжних електропровідних покриттів й задання на циліндричній ділянці граничної поверхні крайових умов вільної або закріпленої електродованої поверхні. У науковому дослідженні використано підхід, який базується на точному аналітичному інтегруванні хвильових рівнянь електропружного деформування й одержанні дисперсійних рівнянь з крайових умов межових задач у формі рівностей нулеві скінченних або нескінченних функціональних визначників з елементами, вираженими через циліндричні функції дробових індексів. Одержано асимптотичні формули для великих за модулем комплексних коренів дисперсійних рівнянь. Досліджено множини критичних частот нормальних електропружних хвиль. Розраховано дійсні, уявні та комплексні гілки дисперсійних спектрів нормальних електропружних хвиль у досліджуваних хвилеводах за різних типів граничних умов. Визначено типи високочастотної короткохвильової локалізації нормальних електропружних хвиль. Побудовано та досліджено розподіли кінематичних та енергетичних характеристик нормальних хвиль в областях перерізів хвилеводів. Проаналізовано закономірності трансформації дисперсійних спектрів і властивостей хвиль залежно від сукупності варіативних фізико-механічних і геометричних параметрів хвилеводів.

  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

Одержано наближені аналітичні розв'язки дисперсійних рівнянь для циліндричних хвилеводів з частковим діелектричним заповненням без обмеження електричних розмірів лінії передачі. Запропоновано методику визначення типу власної хвилі, що поширюється у даному хвилеводі з імпедансними межами, за знаком похідної від дисперсійного рівняння як функції фазової постійної поширення та відносного хвильового числа в околі її нулів. Зроблено висновок про дворазове виродження гібридних хвиль електричного та магнітного типів, що поширюються у циліндричному хвилеводі з частковим діелектричним заповненням, а саме: про поляризаційне виродження, взаємопов'язане з азимутальною інваріантністю апертурних розподілів і виродження, зумовлене реактивним характером меж лінії. Одержано розкладання у базисі ортонормованих функцій Лагерра - Гаусса для апертурних розподілів з двома площинами симетрії, що враховують дисперсійні характеристики реальних випромінювачів. Одержано й апробовано у наближенні Френеля - Кірхгофа двопараметричні розкладання за власними модами вільного простору для випромінювання з відкритого кінця циліндричних хвилеводів з імпедансними межами в областях дифракції Френеля та Фраунгофера.

  Скачати повний текст

Розглянуто хвилеводні, двовимірно-періодичні структури та сповільнювальні системи, сформовані з фрагментів хвилеводів довільного поперечного перерізу. Наведено математичні моделі й обчислювальні алгоритми, які базуються на методах, а саме: межових інтегральних рівнянь для розрахунку повних базисів хвилеводів довільного поперечного перерізу; часткових областей і методу узагальнених S-матриць для обчислення матриць розсіяння різноманітних неоднорідностей. З використанням побудованих алгоритмів досліджено проходження та відбиття сигналу від багатоапертурних діафрагм у круглому хвилеводі, виявлено ефект повного проходження основної хвилі хвилеводу крізь діафрагму з позамежним отвором, розглянуто ефекти розсіяння хвиль частотно-селективними поверхнями з довільними отворами. Установлено існування власних коливань відкритих хвилеводних резонаторів, що не мають об'єму. Розвинуті методи й алгоритми є базою для розрахунку власних хвиль діафрагмованих хвилеводів.

  Скачати повний текст