Майборода Д. В. Електродинамічні характеристики гібридних металево-діелектричних структур зі щілинними неоднорідностями

Об'єкт дослідження:явище дифракції власних хвиль на неоднорідностях щілинного типу в ГМДС різного формоутворення. Мета дослідження:розробка електродинамічних моделей і ефективних чисельно-аналітичних алгоритмів розрахунку характеристик ГМДС за наявності неоднорідностей щілинного типу; експериментальна верифікація ключових положень моделей. Методи дослідження:при побудові математичних моделей був використаний єдиний підхід, в основі якого лежить метод напівобернення оператора крайової задачі. Електромагнітні поля у спектральній формі представлялися у вигляді суперпозиції плоских або циліндричних хвиль. Задачі дифракції та розсіяння формулювалися як задачі визначення невідомих амплітуд просторового спектра дифрагованого та відбитого полів. Опис електродинамічних властивостей об'єктів, що включають у себе еквідистантно розташовані неоднорідності, здійснювався з використанням концепції власних хвиль аналогічної нескінченної періодичної структури. Метод напівобернення оператора крайової задачі реалізовувався з використанням операторного методу. Новизна: вперше у рамках єдиного підходу щодо розв'язання задач дифракції на складнокомпозиційних електродинамічних об'єктах, що мають у своєму складі обмежені або напівнескінченні послідовності ідентичних еквідистантно розташованих неоднорідностей, побудовано коректні математичні моделі, які дозволили здійснити багатопараметричний аналіз залежності електродинамічних характеристик електромагнітних полів від геометричних розмірів і матеріальних констант збуджуваних об'ємів і випромінюючих структур, частотно-енергетичні та характеристики спрямованості, спектр частот; встановлено характерні сукупності параметрів розсіяння власних хвиль ГМДС на поодинокій поздовжній і поперечній неоднорідностях щілинного типу в зовнішньому екрані та на періодичних послідовностях таких неоднорідностей, при яких можливе ефективне випромінювання. Серією чисельних експериментів показано, що випромінювання на основному типі хвилі ГМДС малоефективне. Показано, що ефективне випромінювання виникає або поблизу критичних частот збудження вищих типів хвиль, на яких здійснюється перетворення основного типу хвилі в один з витікаючих типів, або за рахунок розташування в області поширення електромагнітної хвилі періодичної послідовності неоднорідностей; шляхом вимірів дисперсійних характеристик і діаграм спрямованості підтверджено розрахункові дані щодо визначення частот, на яких спостерігається ефективне випромінювання структур; експериментально встановлено граничні значення геометричних розмірів структур і їх співвідношення з частотним параметром, при яких виконується умова ледь помітного взаємного впливу розсіювачів (щілин) за вільним простором - період розташування щілин має бути порівняний з довжиною хвилі; на основі результатів чисельного моделювання й експериментальних вимірів даних ГМДС створено конструкції двох випромінюючих модулів, які захищені патентами України. Ступінь впровадження: результати впроваджено в навчальний процес, та в Інституті транспортних систем і технологій НАН України. Галузь використання: радіофізика та електроніка.