Єлісеєв О. О. Дифракція гаусових хвильових пучків на плоских екранах з прямокутними отворами та хвилеводними навантаженнями

Об'єкт дослідження: векторні електромагнітні поля, розсіяні гаусовими хвильовими пучками на плоских двовимірно-періодичних екранах скінченої товщини з прямокутними отворами та хвилеводними навантаженнями.Мета дисертаційної роботи: розробка ефективного числового алгоритму розрахунку електродинамічних характеристик електромагнітних полів, розсіяних гаусовими хвильовими пучками на двовимірно-періодичних екранах скінченої товщини із прямокутними отворами та хвилеводними навантаженнями на основі відомих алгоритмів розв'язків "ключових" задач дифракції плоских лінійно поляризованих ТЕ - та ТМ - хвиль на двовимірно-періодичних структурах. Методи дослідження: при дослідженні поставлених дифракційних задач були використані наступні аналітичні та числові методи. За допомогою зворотного перетворення Фур'є знайдені в аналітичному вигляді спектральні функції падаючих гаусових хвильових пучків. На основі відомих алгоритмів розв'язків "ключових" задач дифракції плоских лінійно поляризованих ТЕ - та ТМ - хвиль на двовимірно-періодичних структурах був розроблений алгоритм розрахунку спектральних функцій розсіяних хвильових пучків на двовимірно-періодичних структурах різних типів. Використовуючи метод стаціонарної фази для наближеного обчислення подвійних інтегралів, отримані вирази для діаграм спрямованостей по полю та по потужності відбитого (того, що пройшов) хвильового пучка в далекій зоні. Для наближеного обчислення потужності падаючого та відбитого хвильових пучків застосований чисельний метод Симпсона при обчисленні подвійних інтегралів. Наукова новизна: Побудовано та застосовано ефективні алгоритми обчислення електродинамічних характеристик розсіяння гаусових хвильових пучків на низки двовимірно-періодичних структурах, для яких відомі розв'язки "ключових" задач дифракції плоских лінійно поляризованих електромагнітних ТЕ - та ТМ - хвиль.Виявлено та пояснено ефект звуження діаграми спрямованості хвильового пучка, розсіяного на екрані з прямокутними отворами.Вперше досліджені основні енергетичні характеристики електромагнітних полів гаусових хвильових пучків, розсіяних на двовимірно-періодичній відбивній решітці із закорочених хвилеводів прямокутного перетину в режимі автоколімації та встановлено ефекти трансформації діаграм спрямованості пучків, відбитих у недзеркальному напрямку. Вперше досліджені режими недзеркального відбиття гаусових хвильових пучків від решіток із закорочених хвилеводів прямокутного та квадратного перетинів. Показано можливість управляти потужністю недзеркальних пучків шляхом зміни довжини закорочених хвилеводів. Числовими методами отримано розв'язок задачі дифракції хвильового пучка на плоскому двовимірно-періодичному двохелементному ідеально провідному екрані скінченої товщини з прямокутними отворами, базовий осередок якого містить два хвилеводи різних перерізів. Знайдено фізичні умови та досліджено можливості перетворення поляризації в гаусових хвильових пучках при розсіянні на відбивній двохелементній решітці із закорочених прямокутних хвилеводів, базова комірка якої містить два хвилеводи із взаємно ортогональними широкими та вузькими стінками. Сфера використання: радіофізика та електроніка.