Теоретично та експериментально досліджено спрямоване випромінювання обмежених в просторі нестаціонарних полів (імпульсних хвильових пучків) та їх розсіяння на границях розділу шаруватих металеводіелектричних структур із втратами. Запропоновано алгоритм обробки просторово-часових експериментальних даних для визначення діелектричної проникності, провідності, товщини шару та частотно-кутової залежності коефіцієнту відбиття шаруватих структур. В загальному вигляді одержаний розв'язок задачі про випромінювання прямокутної апертурної антени, що збуджена нестаціонарним сигналом з довільною часовою залежністю і амплітудним розподілом щільності струму по апертурі з урахуванням довільної функції несинхронності збудження. Створено установку для експериментальних досліджень в часовій області за допомогою відеоімпульсів тривалістю сотні пікосекунд із застосуванням розроблених антен із щілиною, що розширюється. З вимірених часо-кутових характеристик визначені параметри кількох типів шаруватих діелектриків та радіопоглинаючих матеріалів.