НДР “Електродинаміка відкритих резонансних систем, періодичних структур із композитними матеріалами та антенних систем; прямі та зворотні задачі, розробка когерентних джерел, елементної бази і вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль” (шифр “Старт-3”)

Теорія дифракції.

Розроблено чисельно-аналітичний метод для розв’язання двовимірних задач дифракції на циліндричних симетричних магнітодіелектричних неоднорідностях. Створено комплекс комп’ютерних програм для розрахунку повного та оберненого перерізів розсіяння, дифракційного поля у близькій та дальній зонах розсіювача. Теоретично передбачено ефект значного зменшення оберненого перерізу розсіяння в широкому діапазоні частот при дифракції плоскої лінійно поляризованої електромагнітної хвилі на круговому циліндрі з періодичною залежністю діелектричної проникливості від радіальної координати. П.М. Мележик, А.В. Бровенко, А.Ю. Поєдинчук, Ю.І. Крутінь

Напрацьовано математичну модель випромінювання Вавілова-Черенкова, утворену потоком заряджених частин, що рухаються поблизу періодичної межі діелектричного середовища, яке в залежності від частотного діапазону може бути правостороннім або лівостороннім.

Встановлено, що щільність потоку енергії випромінювання Вавилова-Черенкова резонансним чином залежить від частоти модуляції потоку заряджених часток і його швидкості. Ці резонанси випромінювання спостерігається в області параметрів, визначених умовам синхронізму швидкості потоку часток з фазовими швидкостями поверхневих хвиль періодичній межі дисперсного середовища і в діапазоні частот, де ефективна діелектрична і магнітна проникності приймають негативне значення. П.М. Мележик, А.Ю. Поєдинчук, І.Є. Почаніна, Н.П. Яшина

Розроблені алгоритми і комп’ютерні програми для розрахунку спектральних характеристик відкритих резонаторів з сферичними дзеркалами, що містять кулясту одновісну анізотропну діелектричну неоднорідність. Ю. В. Свіщов

Розроблено ефективний алгоритм аналізу розсіяння хвиль в хвилеводах з багаторебровими стрічковими діафрагмами та шарами діелектричного матеріалу. На цій основі синтезовані широкосмугові безвідбивні фільтри та аттенюаторы зі плосковершинною частотною характеристикою. В.В. Щербак

Розроблена математична модель антени дифракційного випромінювання. Запропонована формула для розрахунку кута напряму максимального випромінювання. Отримані експериментальні результати добре узгоджуються з теоретичними розрахунками. О.П. Кусайкін, П.М. Мележик, А.Ю. Поєдинчук

Запропоновані дві математичні моделі мікросмужних антен вертикальної поляризації з широкою смугою пропускання і рівно спрямованими діаграмами спрямованості в горизонтальній площині з девіацією не більше 3 dB. Проведені експериментальне виміри показали хороший збіг між теоретичними і експериментальними результатами. О.Є. Свєженцев

В результаті рішення граничної задачі про збудження електромагнітних хвиль  в періодичній  металлодиэлектрической напівпровідниковій структурі типу “сендвіч” знайдені енергетичні характеристики випромінювання. Показано, що дифракційне випромінювання поширюється від структури в напрямі близькому до нормалі “тунелює” через прояснюючий діелектричний шар при чвертьхвильовій товщині і слабо залежить від його проникності. В.А. Абдулкадиров

Дифракційна електроніка.

Запропоновано новий спосіб розширення робочого діапазону частот в ГДВ з дворядними періодичними структурами шляхом плавного перетворення власних мод резонансної системи за допомогою зміни напрямку магнітного фокусуючого поля.  Сенкевич О.Б., Курін В.Г.

Розроблено генератор дифракційного випромінювання (ГДВ) із асиметричною відкритою резонансною системою (ВРС), що має розширений діапазон комбінованої перебудови за частотою. Проведено експериментальні дослідження електродинамічних властивостей асиметричної ВРС та «гарячі» дослідження макету ГДВ із асиметричною ВРС. В.С. Мірошниченко, Є.О. Ковальов

Запропонована схема підсумовування потужностей генераторів міліметрового діапазону за допомогою відкритої резонансної структури на вищих типах коливань. Кожен генератор пов’язаний з відкритою резонансною структурою хвилеводними елементами з регульованим зв’язком на основі E- поляризованими дротяними гратками. У такій схемі має місце взаємна синхронізація активных елементів, менш критична до розкиду їх параметрів. І.К. Кузмичов, В.М. Желтов, О.Ю. Попков, О.С. Трощило

НДР “”Дослідження властивостей природних середовищ, їх поверхонь розподілу та структурних неоднорідностей методами дистанційного зондування і радіолокації”, шифр “Сенсорика” ”)

Розроблені схеми і проведені дослідження двох типів трьохканальних фазометрів для двочастотного “однозначного” гетеродинного інтерферометра 2-х міліметрового діапазону: фазометрі, грунтованому на парах амплифазометров AD8302 і фазометрі, виконаному на Програмованих Логічних Матрицях (ПЛМ).  Розроблено метод лінеаризації фазової характеристики фазометрів і алгоритм калібрування на основі вагових функцій що дозволили понизити нелінійність фазової характеристики до значення менше 1 градуса.  Проведено експериментальне дослідження і калібрування фазової характеристики трьох канального фазометра на основі ПЛМ. Отримані результати дають можливість проводити фазові виміри в діапазоні 0-360 градусів в реальному масштабі часу. Проведено моделювання пучків передавальних рупорних антен в 4-х міліметровому діапазоні радіохвиль. Підготовлений експеримент для моделювання хвилевих пучків у ближній і Френелевской зонах передавальної антени.
Єрмак Г.П., Васильєв О.С.,  Варавін А.В.,  Фатєєв О.С.,  Комарь Г.I.,  Сіроус В.І., Мельник Н.О.

НДР “Дослідження та спільна розробка конструкції та технології виготовлення Пакетованого генератора дифракційного випромінювання “ПГДВ-3(92.5-95.5 ГГц)” ” (шифр “СОМ”). (Контракт №2012 DOCX/S901013UR  від 21.11.2012 зі Східно-Китайським НДІ “Фотоелектроніка”, м. Уху, КНР)

Встановлені критерії вибору параметрів для основних вузлів відпаяного макету ПГДВ-3, проведена апробація методики розрахунку центральної частоти діапазону перестроювання ПГДВ-3 з врахуванням ширини каналу в періодичній структурі, встановлені допуски на точність юстування генератора в магнітній фокусуючій системі. В.С. Мірошниченко,  О.Б. Сенкевич, О.Є. Свєженцев, О.Є Ковальов

НТП  «Автоматизована система відеоспостереження для денного та нічного дистанційного контролю лінії зіткнення військ у зонах локальних конфліктів і охорони територій (Горизонт-15ДН)», шифр «ІРЕ-2015/2»

Розроблено експериментальний зразок Автоматизованої системи відеоспостереження для денного та нічного контролю і охорони територій, до складу якої входять:

• два датчики для денного відеоспостереження;
• датчик нічного відеоспостереження;
• бездротові системи передачі інформації;
• локальний пункт дистанційного керування, збору і обробки інформації;
• система забезпечує дистанційне наведення датчиків відеоспостереження на об’єкт спостереження і вимірювання кутів положення об’єктів;
• у системі передбачається можливість визначення координат об’єкта;
• пункт управління може розташовуватися на значній відстані від датчиків відеоспостереження;
• для виявлення віддалених об’єктів в умовах низької та нульової видимості був розроблений тепловізійний датчик з дзеркально-лінзовим об’єктивом і механізмом регулювання фокусної відстані. Запропонована конструкція дозволить зменшити габарити і вартість датчиків нічного відеоспостереження;
• зозроблено програмне забезпечення систем дистанційного керування та відображення інформації локального пункту управління;
• проведено випробування датчиків денного і нічного відеоспостереження, системи передачі і отримання інформації та дистанційного локального пункту управління при вимірах віддалених об’єктів;
• результати випробувань продемонстрували відповідність отриманих характеристик експериментальних зразків датчиків відеоспостереження заявленим характеристикам у технічному завданні.

Єрмак Г.П., Васильєв О.С., Варавін А.В., Фатєєв О.С.

НДР «Електродинаміка відкритих резонансних систем, періодичних структур з композитними матеріалами і антенних систем; прямі та зворотні задачі, розробка когерентних джерел, елементної бази та вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль»(шифр «Старт-3»)

Теорія дифракції. Запропоновано новий чисельно-аналітичний метод розв’язання обернених задач для визначення електромагнітних властивостей просторово неоднорідних шаруватих природних і штучних середовищ по відомому електромагнітному полю на деякій поверхні. На відміну від відомих методів розв’язання обернених задач дифракції, розроблений метод дає можливість визначати діелектричну та магнітну проникності просторово неоднорідних шаруватих структур після амплітуди та фази відбитої електромагнітної хвилі, відомих в порівнянні для незначної кількості частот. Розроблені чисельно-аналітичні методи розв’язань задач дифракції електромагнітних хвиль на шарувато неоднорідних анізотропних діелектричних середовищах, нелінійно  шаруватих структурах з кубічно-поляризованим середовищем, стрічкових гратках, розташованих поблизу електронної напівпровідникової плазми в дрейфі з функцією розподілу електронів Максвелла, зміщеною на вектор дрейфу, відкритих резонаторів зі сферичними дзеркалами, що містять одновісну анізотропну діелектричну кулю. На основі цих методів проведені обчислювальні експерименти з метою дослідження: впливів діелектричних шарів на розсіяння хвиль каскадами стрічкових перешкод у багатоходових хвилеводах з метою оптимізації характеристик фільтрів і конверторів хвиль; взаємного впливу між випромінювачами складної форми в циліндричних мікросмужкових антенах при формуванні випромінювання вертикальної та горизонтальної поляризацій; перетворення типів коливань при двосторонньому збудженні нелінійної шаруватої структури на частоті розсіяння.
П.М. Мележик, І.Є. Почаніна, В.А. Абдулкадиров, А.В. Бровенко, О.П. Кусайкін, Ю.І. Крутінь, А.Ю. Поєдинчук, В.Г. Дудка, Ю.В. Свіщов, О.Є. Свєженцев, О.С. Трощило, В.В. Щербак, Н.П. Яшина, В.В. Яцик.

Дифракційна електроніка. Стосовно ГДВ з розвиненим простором взаємодії проведені експериментальні дослідження відкритої резонансної системи з фокусуючим дзеркалом, що складається з двох, трьох або чотирьох циліндричних рефлекторів. Встановлено, що для ГДВ найбільш підходить відкрита резонансна система з фокусуючим дзеркалом із двох циліндричних рефлекторів, що забезпечує роботу ГДВ як на основній  – моді, так і на вищій  – моді з розподілом супергауса резонансного поля. Запропоновано і експериментально досліджено електродинамічну систему ГДВ, що складається із відкритого резонатору із відрізком прямокутного надрозмірного хвилеводу, на дні якого розташовані дифракційні гратки. Показано, що така система може забезпечити однорідне високочастотне поле уздовж усієї довжини простору взаємодії. При цьому омічні втрати в класичному резонаторі ГДВ і в запропонованій електродинамічній системі однакові. Розроблено теорію ГДВ зі сломним електронним пучком в режимі циклотронно-дифракційного випромінювання. Визначені оптимальні режими збудження коливань в ГДВ-ЛМН. В.С. Мірошниченко, Є.О. Ковальов, І.К. Кузьмичов, О.І. Цвик, В.М. Желтов, Е.М. Хуторян, О.Ю. Попков, О.Б. Сенкевич, В.Г. Курін, О.Г. Півоварова, В.В. Кожушко.

НДР «Розробка нових моделей і методів вивчення тонкої структури електромагнітних полів у діапазонах частот від одиниць мегагерц до десятків гігагерц в природних неоднорідних, анізотропних середовищах і поблизу поверхонь їх розподілу для задач дистанційного зондування та радіолокації (шифр «Теразонд»)

Розроблено схему та досліджено макетний зразок оглядового радіолокатора 8 мм діапазону довжин хвиль на основі автодинного приймально-передаючого модуля з ЛЧМ та планарної  скануючої антени дифракційного випромінювання, призначеного для пошуку об’єктів на відстанях від одиниці  до сотні метрів. Проведено ланцюжок натурних досліджень радіолокатора по виміру сигналів, що відбиті від об’єктів, що видалені. З метою поліпшення роздільної здатності та потенціалу ЛЧМ – радіолокаторів ближнього радіусу дії розроблено прймально – передаюче облаштування (ППУ) гетеродинного типу з цифровим синтезом і  напрацюванням сигналів у 8 мм діапазоні довжин хвиль. Проведено аналіз особливостей формування сигнальних і шумових характеристик автодинних датчиків вібрації з метою розрахунку їх похибки вимірів і динамічного діапазону. Г.П. Єрмак, О.С. Васильєв, А.В. Варавін, О.С. Фатєєв, Г.І. Комарь.

НДР «Дослідження та загальна розробка конструкції і технології виготовлення Пакетованого генератора дифракційного випромінювання » ПГДИ – 3(92.5-95.5 ГГц) « »  (шифр «СОМ»). (Контракт №2012 DOCX/S901013UR від 21.11.2012 зі  Східно-китайським НДІ «Фотоелектроніка», м. Уху, КНР)

Встановлено пускові струми, вихідна потужність і діапазони перебудови частоти в експериментальному макеті «ПГДВ – 3(92.5 – 95.5ГГц). Визначено оптимальний рівень фокусуючого магнітного поля та міру проходження струму стрічкового пучка в каналі подвійної періодичної структури. Визначено вплив апертури сферичного дзеркала на спектр збуджуваних коливань в ПГДВ – 3. В.С. Мірошниченко, О.Б. Сенкевич, М.Ю. Демченко, В.Г. Курін.

НДР «Електродинаміка відкритих резонансних систем, періодичних структур із композитними матеріалами та антенних систем; прямі та обернені задачі, розробка когерентних джерел, елементної бази та вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль» (шифр «Старт-3»)

Розвинуто новий чисельно-аналітичний метод для розв’язання задач дифракції електромагнітних хвиль на стрічкових металевих гратках, що знаходяться на межі неоднорідного середовища, діелектрична проникність якого залежить від однієї просторової координати.   Основою методу є розроблена процедура аналітичної регуляризації парних суматорних рівнянь і алгоритм побудови розв’язків задачі Коші для рівняння Рікатті. Побудовано високоефективний чисельний алгоритм для розрахунку дифракційних характеристик процесу взаємодії плоских монохроматичних електромагнітних хвиль з такого типу електродинамічними структурами. В результаті чисельних експериментів теоретично передбачено ефект майже невідбивного тунелювання плоскої – поляризованої електромагнітної хвилі крізь неоднорідний плазмовий шар, на одній із меж якого розташовані гратки. Визначено оптимальні геометричні параметри граток і резонансної частоти при якій модуль коефіцієнта відбиття набуває мінімальних значень. П.М. Мележик, А.Ю. Поєдинчук, А.В. Бровенко.

Проведено синтез випромінювачів складної форми, що забезпечують істотне розширення смуги пропускання циліндричних мікросмужкових антен. Показано, що навіть у разі тонких підкладок, використання випромінювачів складної форми дає можливість значно розширити смугу пропускання порівняно зі смугою ЦМА з випромінювачем прямокутно-циліндричної форми. Проведено аналіз циліндричних мікросмужкових антенних граток (ЦМАГ), що живляться від мікросмужкової лінії, де розмір ЦМАГ значно перевищує довжину хвилі. Показано, що в цьому випадку може бути досягнутий низький рівень крос – поляризації (<-40дБ). О.Є. Свєженцев.

На основі створеного чисельного алгоритму для розрахунку спектральних характеристик відкритого резонатора з включенням у вигляді ізотропної радіально-шаруватої діелектричної кулі проведено порівняльний аналіз спектральних характеристик порожнього відкритого резонатора зі спектральними характеристиками відкритого резонатора, що містить зразок у вигляді ізотропної діелектричної кулі. Виявлено та досліджено ефект підвищення добротності аксіально-симетричних власних коливань магнітного типу  при зміні геометричних та матеріальних параметрів включення у вигляді кулі. Ю.В. Свіщов.

У самоузгодженому вигляді розв’язано задачу резонансного розсіяння та генерації хвиль ізотропними нелінійними кубічно-поляризованими шаруватими середовищами. Описано вплив слабких електромагнітних полів на процеси резонансного розсіяння та генерації хвиль кубічно-поляризованими шаруватими середовищами. Проведено порівняння результатів розрахунків, отриманих із використанням наближення заданого поля та самоузгодженого підходу до розв’язання задачі генерації третьої гармоніки при резонансному розсіянні пакетів хвиль на нелінійній трьохшаровій структурі. Показано, що хоча наближення заданого поля і дає можливість провести оцінку без всяких істотних витрат на обчислення деяких якісних характеристик задачі, в ньому відсутня така важлива фізична характеристика, як баланс енергії. На відміну від наближення заданого поля, самоузгоджений підхід не має таких фізичних протиріч. В.В. Яцик.

Створено ефективні широкосмугові поглиначі у багатоходових хвилеводах за рахунок розташування діафрагм в середині діелектричних шарів та каскадів такого виду вузлів. Продовжено дослідження резонансів Вуда на вищих синхронних гармоніках для відбивних граток з прямокутними щілинами з метою підвищення енергетики генераторів типу оротрон і істотною демінютиризацією вказаних граток. Досліджено ефективне взаємне перетворення TE– або TM– хвиль в хвилеводних каналах з TEM– хвилею. Створено ефективний широкосмуговий поглинач у багатоходових хвилеводах за допомогою розташування діафрагм у середині діелектричних шарів і каскадів таких вузлів. В.В. Щербак.

Створено макет ГДВ-орбіктрона, що працює в 8-мм діапазоні довжин хвиль. Порівняно з макетами ГДВ, створеними раніше, діапазон перебудови частоти збільшився на 6%, а вихідна потужність ГДВ – орбіктрона склала майже 10 Вт. Завдяки використанню відкритої резонансної системи нового типу, де подвоєні періодичні гратки узгоджені з полем резонатора за допомогою резонансної ступенькової неоднорідності у вигляді прямокутної канавки, вдалося істотно розрідити спектр збуджених коливань і підвищити коефіцієнт використання електронним потоком поля резонансного коливання, яке необхідне для просування у терагерцовий діапазон. В.С. Мірошниченко, О.Б. Сенкевич, М.Ю. Демченко.

Виходячи з моделі дискретної взаємодії, створено та налагоджено програму, що дала можливість провести дослідження  оптимізації довжини простору взаємодії в ГДВ з розподілом супергауса поля на основній та першій модах зі зміщенням періоду в центрі періодичної структури. О.Г. Півоварова.

Проведено моделювання відкритого резонатора з відрізком надрозмірного круглого хвилеводу, поршень в якому має регульований рівень прозорості. Така резонансна система може бути успішно використана при здійсненні неруйнівного контролю якості продуктів харчування, вологості бетону та ін. I.К. Кузьмичов, О.Ю. Попков.

Розвинуто аналітичну теорію формування статичного електронного потоку (ЕП) у просторі взаємодії ГДВ з урахуванням густини заряду потоку та характерних параметрів відкритого резонатора ГДВ. Досліджено особливості формування та зміни статичного «слаломного» ЕП в просторі взаємодії малогабаритного ГДВ при близьких відстанях між дзеркалами зі зменшеною апертурою. Вивчаються випадки «товстого» і «тонкого» стрічкового ЕП. Показано, що в просторі взаємодії малогабаритного ГДВ збільшується амплітуда пульсацій «слаломного» ЕП, що може привести до пониження ефективності збудження коливань в ГДВ субміліметрового діапазону. Експериментально в короткохвильовій частині мм діапазону збуджені малопотужні електромагнітні коливання на другій просторовій гармоніці відбивного ГДВ з «низькою» анодною напругою: 800-1000 В. О.І. Цвик, В.М. Желтов.

Розглянуто задачу на взаємодію електромагнітної хвилі в напівпровідниковій структурі з малорозмірними включеннями (квантова яма). Отримано вираз для коефіцієнту відбиття хвилі в досліджуваній структурі. В.А. Абдулкадиров.

Продовжено розробку трансформаторно-випрямного модуля (ТВМ) для вихідної напруги близько 15 кВ для живлення ГДВ, що працюють в ТГц діапазоні. Проведено розробку та виготовлено макетні зразки високовольтних трансформаторів, які працюють на частоті 30 кГц при вихідній потужності близько 700 Вт. З метою забезпечення ефективного тепловідводу, зменшення власної місткості обмоток і індуктивності розсіяння, зроблено заміну конфігурації трансформатора з Ш – образної на П – образну. В.В. Кожушко.

НДР «Розробка нових моделей і методів вивчення тонкої структури електромагнітних полів у діапазонах частот від одиниць мегагерц до десятків гігагерц в природних неоднорідних, анізотропних середовищах і поблизу поверхонь їх розподілу для задач дистанційного зондування та радіолокації (шифр «Теразонд»)

Розроблено облаштування стабілізації частоти НВЧ – генератора по частоті вимірювального резонатора на основі АПЧ модуляційного типу з метою застосування в спектроскопії і ближньому польовому скануючому НВЧ – мікроскопі. Розроблено системи фазового автопідстроювання частоти мікрохвильових генераторів на основі цифрових синтезаторів частоти для РЛС міліметрового діапазону. Проведено дослідження когерентних приймально-передаючих пристроїв 2 – мм діапазону на основі синхронізованих джерел сигналів  розмножувального типу для інтерферометрії гарячої плазми.

Досліджено несиметричні хвильові пучки передаючих антен. Особливу увагу було приділено трансформаціям форми несиметричних як сфокусованих так і  не сфокусованих пучків передаючої антени та системам зв’язку на основі таких пучків. Проведено аналіз декількох конкретних типів трансформацій несиметричного хвильового пучка, які визначаються комбінацією геометричних параметрів передаючої антени. Визначено найбільш вдалі комбінації таких параметрів для систем зв’язку та систем радіолокації, що працюють у хвильовій зоні приймально – передаючої антени. Проведено моделювання пучків передаючих рупорних антен в 4-мм діапазоні довжин хвиль. Підготовлено експеримент з метою моделювання хвильових пучків у ближній і зоні Френеля передаючої антени. Г.П. Єрмак, О.С. Васильєв, А.В. Варавін, О.С. Фатєєв, Г.І. Комарь.

НДР «Електродинаміка відкритих резонансних систем, періодичних структур із композитними матеріалами та антенних систем; прямі та обернені задачі, розробка когерентних джерел, елементної бази та вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль» (шифр «Старт-3»)

Розроблено новий чисельно-аналітичний метод розв’язання задач дифракції хвиль на неоднорідних магнітодіелектричних шарах, діелектрична та магнітна проникності яких залежать від однієї просторової змінної. На відміну від відомих класичних методів розв’язання задач дифракції на неоднорідних середовищах, при застосуванні розробленого методу достатньо, щоб функція, що характеризує неоднорідність була кусково-неперервною. Запропонований метод дає можливість у рамках єдиного підходу проводити дослідження дифракції хвиль як у дискретно-шаруватих, так і у неперервних магнітодіелектричних середовищах. П.М. Мележик, А.Ю.  Поєдинчук, А.В. Бровенко.

Проведено дослідження та фізичний аналіз ефектів дифракції хвиль на напівпрозорих металевих гратках, що містять метаматеріал. Виявлено режими наддобротного повного резонансного проходження хвиль. З’ясовано, як впливають параметри метаматеріалу на поглинання ним енергії хвилі, що падає. А.Ю. Поєдинчук, О.П. Кусайкін.

Проведено дослідження по формуванню випромінювання в основному з лінійною поляризацією в циліндричних мікросмужкових антенах з випромінювачами складної форми. Проведено синтез випромінювачів складної форми, що забезпечують в основному вертикальну або горизонтальну поляризацію випромінювання циліндричних мікросмужкових антен. О.Є. Свєженцев.

Розроблено метод розв’язання спектральної задачі для відкритого резонатора зі сферичними дзеркалами, що містить ізотропну радіально-шарувату діелектричну кулю. На його основі побудовано відповідний обчислювальний алгоритм для розрахунку спектральних характеристик відкритого резонатора з включенням у вигляді ізотропної радіально-шаруватої діелектричної кулі. Ю.В. Свіщов.

Продовжено цикл робіт, що спрямовані на дослідження задач резонансного розсіяння та генерації коливань при збудженні пакетом плоских хвиль кратних частот ізотропної, немагнітної, лінійно поляризованої (Е-поляризація) структури, що складається з шаруватого діелектричного середовища  кубічної  поляризованості. Отримані результати демонструють можливість керувати властивостями розсіяння та генерації нелінійної структури за допомогою інтенсивності поля збудження, а також вказують на можливість підвищення багатофункціональності електронних пристроїв і проектування нових електродинамічних приладів, що містять нелінійні діелектрики з керованим діелектричним середовищем. В.В. Яцик.

Досліджено нестандартні ситуації розсіяння хвиль каскадами стрічкових перешкод. Проведено оптимізацію обертачів поляризації хвиль з метою отримання плосковершинної частотної  характеристики та високий ККД. Вказано на перевагу обертача з трьох перехресних стрічкових граток у порівнянні з відомими конструкціями з семи граток. Виявлено існування навіть у квазістатичному діапазоні суто небезпечних резонансів на вищих модах, якщо кути схрещення граток  малі ( менше). Проведено теоретичне дослідження з метою удосконалення вакуумних електронних генераторів мм та субмм діапазонів. Показано, що в генераторах дифракційного випромінювання можлива істотна демінюатюризація  граток (збільшення в 10-15 разів їх періоду) внаслідок використання взаємодії електронного пучка з вищими просторовими хвилями поля граток в режимі резонансу. В.В. Щербак.

Розроблено та апробовано  експериментальну методику вимірювання амплітуди резонансних полів у відкритій резонансній системі (ВРС) для генератора дифракційного випромінювання (ГДВ) з подвійними гратками. Проведено дослідження особливостей збудження коливань у ВРС з подвійними гратками, що розраховані для роботи на вищих просторових гармоніках. Показано, що має місце істотне підвищення амплітуди поля в дифракційних гратках у порівнянні з амплітудою поля резонансного коливання та незначне збільшення омічних втрат у ВРС з гратками, що розраховані на вищі просторові гармоніки. На експериментальному макеті ГДВ проведено порівняння режимів генерації на 1-ій, 2-ій та 3-ій просторових гармоніках у 8-мм діапазоні довжин хвиль. Встановлено, що ГДВ на вищих просторових гармоніках має досить велику вихідну потужність і низький стартовий струм. В.С. Мірошниченко, О.Б. Сенкевич, Д.В. Юдінцев.

Проведено теоретичне моделювання та експериментальні дослідження відкритої резонансної системи нового типу, призначеної для використання в ГДВ – орбіктроні 8-мм діапазону довжин хвиль. Визначено спектр власних коливань і розподіл амплітуди резонансного поля в об’ємі відкритого резонатора та в каналі подвійної періодичної структури. Показано, що завдяки резонансному узгодженню подвійної періодичної структури для ГДВ -орбіктрона збільшується на 30% ефективність взаємодії стрічкового електронного пучка з полем резонатора порівняно з традиційним ГДВ. При «гарячих» дослідженнях ГДВ -орбіктрона отримано вихідну потужність 12Вт на частоті 37.5 ГГц, напруга для прискорення пучка електронів складала 2.8 кВ. В.С. Мірошниченко, М.Ю. Демченко.

Створено та налагоджено програму  для розрахунку стартового струму, ККД та вихідної потужності для ГДВ з різними формами розподілу поля уздовж простору взаємодії. Проведено розрахунок і порівняння вихідних параметрів ГДВ для деяких форм розподілу поля. Знайдені режими роботи ГДВ, перспективні для роботи в ТГц – діапазоні частот і потребують подальших досліджень. О.Г. Півоварова.

Проведено теоретичний аналіз та експериментальні дослідження, що показали принципову можливість використання відкритого резонатора півсферичної геометрії з відрізком надрозмірного круглого хвилеводу для виміру електрофізичних параметрів зразків речовин, що мають циліндричну форму, в міліметровому діапазоні довжин хвиль. На основі аналізу особливостей збудження вищих  і – типів хвиль у відрізку надрозмірного коаксіального хвилеводу, що входить до складу відкритого резонатора, показана принципова можливість побудови пристроїв, що забезпечують годинну компресію мікрохвильової енергії в міліметровому діапазоні довжин хвиль. І.К. Кузьмичов, О.Ю. Попков, А.Ю. Поєдинчук.

Побудовано аналітичну теорію формування статичного електронного потоку в просторі взаємодії ГДВ. Проведено експериментальне дослідження структури статичного електронного потоку в просторі взаємодії макету ГДВ. Розглянуто клінотронний режим збудження коливань в ГДВ мм діапазону та намічена перспектива застосування клінотронного режиму збудження коливань в ГДВ субмм діапазону. О.І. Цвик, Е.М. Хуторян, В.М. Желтов.

Розглянуто завдання про взаємодію електромагнітного поля з «гарячими» електронами в напівпровідниковій плазмі, біля меж якої знаходяться стрічкові дифракційні гратки. Показано, що електрони на межі напівпровідника відбиваються дзеркально. Отримано вираз для коефіцієнта відображення плоскої хвилі, що падає уздовж нормалі до структури. В.А. Абдулкадиров.

З метою зниження потужності теплового потоку в експериментальних макетах ГДВ розроблено та виготовлено експериментальний зразок потужного (1-2кВт) випрямляча ланцюга 50 Гц з керованою послідовністю (100%, 50%, 33%, 25%, 20%, 17%) підключення періодів синусоїди напруги живлення. Проведено удосконалення схеми та конструктивних елементів для малогабаритного блоку живлення ГДВ, що працює за схемою з підвищенням частоти живлення. Спроектовано високовольтний трансформатор «сухого» типу з 5-а секціями по 10-50 В кожна. Виконані роботи по зниженню низькочастотних пульсацій вихідної напруги. В.В. Кожушко.

НДР «Розробка нових моделей і методів вивчення тонкої структури електромагнітних полів у діапазонах частот від одиниць мегагерц до десяток гігагерц в природних неоднорідних, анізотропних середовищах і поблизу поверхонь їх розподілу для завдань дистанційного зондування і радіолокації (шифр «Геозонд»)

З метою підвищення роздільної можливості автодінних приймально-передаючих пристроїв на основі діодів Ганна з лінійною модуляцією частоти проведено дослідження по зменшенню нелінійності модуляційної характеристики генератора шляхом лінеаризації його модуляційної характеристики за допомогою цифрових методів формування сигналів модуляції. Розроблено методи формування сигналів модуляції на основі цифрових сигнальних процесорів. Проведено дослідження амплітудних, частотних і спектральних характеристик сигналів автодінних генераторів з різного виду модуляціями частот : несиметричній і симетричній лінійній модуляції частоти. Г.П. Єрмак, О.С. Васильєв, А.В. Варавін, О.С. Фатєєв, Г.І. Комарь.

Проведено дослідження хвильових пучків (не сфокусованих, слабо-сфокусованих, параксіальних і астигматичних), в загальному вигляді, несиметричних випромінюючих антен в усьому діапазоні робочих відстаней (від нуля до нескінченності). Проведено дослідження енергетичних характеристик, що пов’язані з радіолокаційними системами, побудованих з використанням такого виду приймально-передавальних  антен, так само в усьому діапазоні робочих відстаней (від нуля до нескінченності). Г.П. Єрмак, О.С. Васильєв, А.В. Варавін, О.С. Фатєєв, Г.І. Комарь.

НДР «Електродинаміка відкритих резонансних систем і періодичних структур з композитними матеріалами; розробка когерентних джерел і вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль»(шифр «Старт-2»)

Розроблено чисельно-аналітичний метод розв’язання задач дифракції електромагнітних хвиль на періодичних структурах, утворених шаром фериту із стрічковими грактами, що ідеально проводять, і шаром метаматеріалу з ефективною діелектричною проникністю, що залежить від частоти згідно  формули Друде. На основі цього методу побудовані ефективні обчислювальні алгоритми та комп’ютерні програми з метою проведення математичного моделювання процесів дифракції.

Проведено аналіз коефіцієнта відбиття – поляризованої плоскої електромагнітної хвилі для одновимірно-періодичної структури: шар фериту – стрічкові гратки – шар метаматеріалу з ефективною діелектричною проникністю, яка залежить від частоти згідно  формули Друде. Встановлено існування значень частоти збуджуваної хвилі, в малому околі яких коефіцієнт відбиття близький до нуля; показано, що така поведінка коефіцієнта відбиття обумовлена збудженням на межі розподілу ферит – метаматеріал поверхневих хвиль. П.М. Мележик, А.В. Бровенко, А.Ю. Поєдинчук, Н.П. Яшина.

Побудовано точну математичну модель аксіально-симетричних власних коливань електричного типу у відкритому резонаторі зі сферичними дзеркалами, що містить кульове включення. Виявлено та досліджено ефект резонансного падіння (збільшення) дифракційної добротності власних коливань зі зміною геометричних і матеріальних параметрів кульового включення. Встановлено природу ефекту резонансної зміни добротності власних коливань.  Ю.В. Свіщов.

У резонансній області частот проведено дослідження задачі розсіяння та генерації хвиль при збудженні нелінійної шаруватої кубічно-поляризованої структури пакетом хвиль. При цьому у рамках самоузгодженого підходу показано, що шари з негативною та позитивною величинами кубічної сприйнятливості середовища мають принципово відмінні властивості згідно з розсіянням чи генерацією. Зокрема, для розглянутого шару з негативною величиною сприйнятливості максимальна частина повної енергії, яка генерується в третю гармоніку, спостерігається у напрямі до нормалі до шару і складає 3.9% повної енергії розсіяння. При позитивній сприйнятливості вдається досягти такої інтенсивності поля збудження шару, де максимум складає 36% і спостерігається поблизу кута прозорості, що усе більш відхиляється від нормалі до шару із зростанням інтенсивності поля, що падає на структуру. Аналітичне продовження лініаризованих нелінійних задач з індукованою діелектричною проникністю в область комплексних значень частотного параметра дало можливість перейти до аналізу спектральних задач. Показано, що резонансні властивості розсіяння та генерації для нелінійних структур обумовлені близькістю частот збудження (розсіяння) та генерації нелінійної структури до комплексних власних частот відповідних спектральних задач з індукованою діелектричною проникністю середовища. В.В. Яцик.

В результаті розміщення діелектричної плівки на виході каскаду щілинних діафрагм або в середині (у вузлі змішування мод) значно збільшена широкосмугова пристрою, як ефективного передавача енергії однієї з вищих хвиль плоского хвилеводу в основну хвилю. За допомогою діелектричних включень забезпечено також режим одномодовості вихідного каналу діафрагмового конвертора хвиль. В.В. Щербак.

Теоретично та експериментально досліджено нові типи відкритих резонансних систем (ВРС), що дають можливість сформувати на дзеркалі супергаусові «плями» поля достатньої довжини в терагерцовом діапазоні частот. Встановлено, що застосування у ВРС для ГДВ дзеркал у вигляді «мексиканського капелюха» дає можливість істотно збільшити об’єм резонансного поля без втрати стійкості резонатора. Синтезовані профілі дзеркал для ВРС з модами супергаусів 4-го та 8-го порядків, що дають можливість сформувати «пляму» поля з радіусом . Показано, що з радіаційною добротністю коливань не менше оптимальна апертура дзеркал складає  для моди 4-го порядку і  для моди 8-го порядку.  В.С. Мірошниченко, О.Б. Сенкевич, Д.В. Юдінцев.

Побудовано наближену математичну модель для визначення спектру об’ємного резонатора у вигляді тіла обертання із зразком у вигляді діелектричної шайби. Побудовані залежності частот власних коливань від товщини та діелектричної проникності зразка, що знаходиться в об’ємі резонатора. Показано, що запропонована резонансна система може бути використана при дослідженні електрофізичних характеристик зразків діелектрика циліндричної форми. Експериментально проведені виміри електрофізичних властивостей силікатного скла та плавленого кварцу в 4-мм діапазоні. І.К. Кузьмичов, О.Ю. Попков, А.Ю. Поєдинчук.

Розроблено нову модифікацію дифракційного генератора ГДВ – орбіктрона для мм та  субмм діапазонів довжин  хвиль, де застосовані подвійні дифракційні гратки, узгоджені з резонансним полем за допомогою четвертьхвильового трансформатора у вигляді допоміжної прямокутної канавки на дзеркалі ВРС. При теоретичному моделюванні ГДВ – орбіктрона  встановлено підвищення на 30% коефіцієнту використання електронним пучком резонансного поля, а одномодова смуга перебудови частоти складала більше 6% з радіаційною добротністю коливань не менше . В.С. Мирошниченко, М.Ю. Демченко.

Розроблено автоматизований скануючий мікроскоп міліметрового діапазону довжин хвиль для дослідження неоднорідностей низько-розмірних магнітних наноструктур за допомогою методу електронного спінового резонансу. Для досягнення високої роздільної можливості в просторі розроблено автоматизований радіоспектрометр 8-мм діапазону та систему сканування зразка з малим кроком  1мкм. Проведені виміри ЕСР в контрольних плівкових феромагнітних зразках. Г.П. Єрмак, А.В. Варавін, О.С. Васильєв, І.В. Попов.

Розроблено цифрові синтезатори частоти 4-мм діапазону з відносною нестійкістю частоти , призначені для застосування їх в якості джерела випромінювання матриці контактів Джозефсона в « Державному еталоні одиниць ЕРС та  напруга». Це дало можливість зменшити похибку напруги еталону, встановленого в НДІ «Метрологія» (м. Харків), до . Г.П. Єрмак, А.В. Варавін, О.С. Васильєв, І.В. Попов.

Досліджено цифрові методи формування та спектральної обробки сигналів в радіолокаторі ближнього радіусу дії з лінійною модуляцією частоти. Вони були використані при розробці датчиків радіолокації низької собівартості для застосування їх на залізничному транспорті. Г.П. Єрмак, А.В. Варавін, О.С. Васильєв, І.В. Попов.

Проаналізовано вплив товщини незамкнутих викривлених екранів довільної геометрії, що ідеально проводять, на їх характеристики вторинного випромінювання. Розроблено метод чисельного розв’язання відповідної задачі. Побудовано алгоритм розв’язання задачі на випромінювання апертурної антени за наявністю діелектричного обтічника. Вказано на можливість понизити негативний вплив обтічника на характеристики спрямованості антени. І.О. Сухаревський.

Створено та частково досліджено лабораторний макет пролітно-відбивного ГДВ з керованим потенціалом дифракційних граток. Побудовано аналітичну теорію формування статичного електронного потоку в просторі взаємодії ГДВ. Одержані інтегро-диференційні рівняння для дослідження нелінійних нестаціонарних явищ у відбивному ГДВ. О.І. Цвик, Є.В. Бєлоусов, В.М. Желтов, А.В. Нестеренко, Е.М. Хуторян.

Досліджено циліндричні мікросмужкові антени (ЦМА) з випромінювачами різної конфігурації. Зокрема, розглянуті випромінювачі зі щілиною в – напряму, з рамковою щілиною, а також випромінювачі з двома щілинами U-форми. Розраховано переріз радіолокації розсіяння та дано аналіз амплітудним і фазовим розподілам густини струму на випромінювачах на резонансних частотах. Показано, що резонансні частоти ЦМА з випромінювачами складної форми можуть знаходитися у більше низькочастотній області, ніж резонансні частоти ЦМА з випромінювачами прямокутно-циліндричної форми. Отже, використання випромінювачів складної форми призводить до істотного зменшення розмірів антен. А.Є. Свєженцев.

Виявлено та досліджено інкремент зростання в мікроструктурі з двома напівпровідниковими плівками та дифракційними гратками. Одержано дисперсійне рівняння для обмеженої мікроструктури, яка незалежна від умов на межах і визначається тільки властивостями середовища. В.А. Абдулкадиров.

Проведено дослідження впливу форми розподілу поля уздовж простору взаємодії на енергетичні характеристики ГДВ. Отримано інформацію про ККД генератора залежно від розподілу поля на дифракційних гратках. О.Г. Півоварова.

НДР « Електродинаміка відкритих резонансних систем і періодичних структур із композитними матеріалами; розробка когерентних джерел і вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль» (шифр «Старт-2»)

Встановлено, що електродинамічні структури типу стрічкові гратки – шар метаматеріалу – магнітоактивна плазма в довгохвильовій області мають чотири нескінченні серії значень частоти, де коефіцієнт відображення змінюється резонансним чином аж до повного проходження хвилі, що падає на межу розподілу стрічкових граток – метаматеріалу. Показано, що кожна із цих серій резонансів пов’язана з відповідними (прямими, зворотними) поверхневими хвилями, що існують на межі розподілу середовищ. П.М. Мележик, А.В. Бровенко, А.Ю. Поєдинчук, Н.П. Яшина.

Досліджено залежності спектральних характеристик (власних частот та коливань і  добротностей) відкритого резонатора зі сферичними дзеркалами, що містить неоднорідність у вигляді металевої або шаруватої діелектричної кулі. Досліджено аксіально-симетричні власні коливання електричних і магнітних типів. Виявлено та досліджено ефект резонансного підвищення (падіння) добротності власних коливань зі зміною геометричних і матеріальних параметрів. Ю.В. Свіщов.

У резонансній області частот проведено дослідження задачі розсіяння та генерації хвиль при збудженні ізотропної, немагнітної, лінійно-поляризованої, нелінійної шаруватої діелектричної структури з кубічною поляризацією середовища пакетом плоских хвиль, що складається з плоских хвиль на кратних частотах. Отримано результати чисельного аналізу задачі дифракції плоскої хвилі з урахуванням генерації третьої гармоніки, що виникає в розглянутій відкритій нелінійній структурі. Запропоновані математичні моделі для аналізу крайових задач, орієнтованих на дослідження процесів резонансного розсіяння та генерації хвиль при дифракції плоскої хвилі на шаруватій кубічно-поляризованій структурі. У резонансній області частот проведено чисельний аналіз задачі дифракції з урахуванням генерації третьої гармоніки. В.В. Яцик.

Отримано розв’язок задачі про ступенькову неоднорідність в радіальному хвилеводному каналі, який доповнено азимутними екранами. Створено ефективний алгоритм для дослідження власних та вимушених коливань у відкритому резонаторі радіальної конструкції. В.В. Щербак.

Проведено експериментальні дослідження ГДВ з подвійними гратками, пристосованого до роботи на вищих просторових гармоніках в нерезонансному режимі. Показано, що збільшення амплітуди електричного поля в подвійних гратках на вищих просторових гармоніках сприяє ефективнішій взаємодії електронного потоку з полем відкритого резонатора. В.С. Мірошниченко, О.Б. Сенкевич.

Проведено аналіз ефективності збудження вищих типів хвиль  і  за допомогою коливань  і  у відрізку коаксіального хвилеводу, поміщеного в центр плоского дзеркала відкритого резонатора. Встановлено, що ефективність збудження хвилі   досягає 97%, а хвилі  – 44%. Показана перспектива застосування такої резонансної системи при створенні компресорів потужності в міліметровому  діапазоні довжин хвиль.

Проведено адаптацію програми аналізу коливань у двовимірних відкритих резонаторах на випадок застосування дзеркала у вигляді «мексиканського» капелюха. Розглянуті особливості збудження коливань у відкритому резонаторі з розподілом супергаусового поля, з метою застосування такого резонатора в якості резонансної системи генератора дифракційного випромінювання в терагерцовому діапазоні частот. В.С. Мірошниченко, В.Г. Дудка, Д.В. Юдінцев.

Проведені лабораторні випробування характеристик радіоспектрометра ЕПР -мікроскопа в міліметровому діапазоні з локалізованим магнітним полем, який буде використано при дослідженні резонансної взаємодії магнетиків з полями НВЧ. Проведено удосконалення автодінного прймально – передаючого модуля оглядового радіолокатора 8-мм діапазону з лінійною модуляцією частоти Г.П. Єрмак, А.В. Варавін, О.С. Васильєв, І.В. Попов.

Розроблено математичний алгоритм розрахунку електродинамічних властивостей тривимірних апертурних антен з обтічниками. Розроблено також метод розрахунку ближніх і дальніх полів ,що випромінюються антенною системою у присутності обтічника. І.О. Сухаревський.

Проведено аналіз фізичних процесів збудження коливань у двохмодовому ГДВ у режимі конкуренції коливань. Досліджено вплив потенціалу граток на структуру електронного потоку в статичному режимі та встановлено можливість керувати параметрами потоку та вихідними параметрами ГДВ за допомогою потенціалу граток. Проведено аналіз можливості зміни профілю розподілу магнітного поля в пролітному і відбивному ГДВ, а також визначені оптимальні магнітні поля з неоднорідним розподілом. Проаналізовані можливості створення відбивного ГДВ в субміліметровому діапазоні. О.І. Цвик, Є.В. Бєлоусов, В.М. Желтов, А.В. Нестеренко, Е.М. Хуторян.

Проведено моделювання циліндричних мікросмужних антенних граток, що складаються з N випромінювачів довільної форми. Побудований чисельний алгоритм для розрахунку діаграм спрямованості, перерізу радіолокації розсіяння та вхідного опору антенних граток із випромінювачами складної форми. А.Є. Свєженцев.

Запропоновано електродинамічний підхід до розв’язання задачі дифракції електромагнітної хвилі при довільному падінні на систему періодичних екранів (стрічок), що знаходяться поблизу екранованого середовища з анізотропною магнітоелектричною взаємодією. В.А. Абдулкадиров.

Створено програму розрахунку стартового струму і вихідної потужності ГДВ з нерегулярними дифракційними гратками. Проведено розрахунок та подано аналіз залежності стартового струму і потужності ГДВ від напруги прискорення для нерегулярних дифракційних граток. О.Г. Півоварова.

Проведено проектування та тестові випробування джерела високовольтних імпульсів, що містить в собі електронний комутатор на схемі з 10 високовольтних транзисторів і розрядного ключа для зменшення довжини заднього фронту імпульсу напруги. Тривалість імпульсів складає 3-20 мкс з амплітудою імпульсів близько 5000 В і потужності блоку 20 Вт. В.В. Кожушко.

НДР «Електродинаміка відкритих резонансних систем і періодичних структур із композитними матеріалами; розробка когерентних джерел і вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль» (шифр «Старт-2»)

Розвинуто метод аналітичної регуляризації для розв’язання задач дифракції хвиль на стрічкових гратках, розташованих на межі гіротропного середовища. Запропонований метод проілюстровано на прикладі задачі дифракції плоскої – поляризованої хвилі на стрічкових гратках з феромагнітним середовищем у постійному магнітному полі. На основі розроблених чисельних алгоритмів досліджено поведінку коефіцієнта відбиття, як функції частоти хвилі збудження, а також досліджено його залежність від  геометричних і матеріальних параметрів граток із феромагнітним середовищем. Виявлено резонанси повного відбиття. Встановлено частотний діапазон, де мають місце оптимальні значення частоти та кута падіння, при яких коефіцієнт відображення має мінімальне значення. Мележик П.М., Бровенко А.В., Поєдинчук А.Ю.,  Трощило О.С.

Побудовано розрахункову модель задачі дифракції хвиль на відбивних гратках, канавки  яких містять метаматеріал із дисперсією. Проведено чисельний експеримент в широкому діапазоні зміни параметрів задачі та отримано узагальнені  результати.

Виявлено ефект резонансного випромінювання електромагнітних хвиль такою структурою. Мележик П.М., Поєдинчук А.Ю., Кусайкін О.П.

Досліджено залежності спектральних характеристик (власних частот та коливань, а також їх добротностей) відкритого резонатора зі сферичними дзеркалами від сукупності геометричних параметрів резонатора. Розглянуто аксіально – симетричні власні коливання електричного та магнітного типів. Виявлено ефект виродження (у комплексній площині) власних коливань. Досліджено ефект резонансного підвищення (падіння) добротності власних коливань в околі точок виродження. Свіщов Ю.В.

Запропоновано математичні моделі для аналізу крайових задач, орієнтованих на дослідження процесів резонансного розсіяння та генерації хвиль при дифракції плоскої хвилі на шаруватій кубічно-поляризованій структурі. У резонансній області частот проведено чисельний аналіз задачі дифракції з урахуванням генерації третьої гармоніки частоти. Яцик В.В.

Розв’язано проблему істотного підвищення робочої смуги частот перетворювачів хвиль із високим ККД на основі каскадів стрічкових діафрагм в прямокутному або круглому гребеневому хвилеводі. Розглянуто проблему діафрагмових перетворювачів хвиль з одномодовим входом. Створено комп’ютерні алгоритми та отримані чисельні результати розв’язання таких задач. Щербак В.В.

Проведено дослідження особливостей збудження коливань в ГДВ з двох- і трьохкаскадним простором взаємодії в одному відкритому резонаторі. Встановлено, що в ГДВ з двохкаскадним простором взаємодії вдається понизити в два рази стартовий струм і забезпечити перебудову частоти ГДВ в широкій смузі, поліпшити селекцію коливань та уникнути конкуренції з боку режиму поверхневих хвиль. Мірошниченко В.С., Сенкевич О.Б., Півоварова О.Г.

Для відкритого резонатора з трапецеїдальним дзеркалом і плоским дзеркалом, що містить відбивні гратки, проведено дослідження спектру та добротності збуджених коливань. Показані переваги трапецеїдального дзеркала у порівнянні зі сферичним дзеркалом з метою формування довшого простору взаємодії в терагерцовому  діапазоні частот. Мірошниченко В.С., Дудка В.Г., Юдінцев Д.В.

Проведено удосконалення схеми та досліджено характеристики радіоспектрометра з автоматизованою системою управління та реєстрації сигналів для ЕПР- мікроскопа 8-мм діапазону довжин хвиль. Розроблено конструкцію та проведено дослідження змішувача частоти 8-мм діапазону. Проведено дослідження характеристик макету оглядового радіолокатора 8-мм діапазону з автодінним приймально-передаючим пристроєм, лінійною модуляцією частоти, внутрішнім детектуванням сигналів та цифровою обробкою сигналів. Єрмак Г.П., Варавін А.В., Васильєв О.С., Попов І.В., Вусів Л.С.

Для двовимірного антенного обтічника з сегментною стінкою проведено чисельне моделювання з метою зменшення кутової помилки та пониження бічного випромінювання в дальній зоні. Запропоновано обчислювальний метод розрахунку тривимірної задачі випромінювання апертурної антени, розміщеної під діелектричним обтічником довільної форми. Сухаревський І.О.

Побудовано аналітичну теорію формування електронного потоку в просторі взаємодії пролітного ГДВ з неоднорідним магнітостатичним полем. Експериментально досліджено вплив профілю магнітного поля на збудження коливань в пролітному ГДВ та ГДВ з локальною магнітною неоднорідністю. Експериментально встановлено можливість управління вихідними характеристиками пролітно-відбивного ГДВ за допомогою зміни потенціалу дифракційних граток. Цвик О.І., Нестеренко А.В., Желтов В.М., Хуторян Е.М., Бєлоусов Є.В.

Розглянуто рух електронів провідності в напівпровідниковій структурі з періодичною системою електродів поблизу її поверхні. Рух електронів описано за допомогою рівняння Шрьодінгера з періодичним потенціалом. Із  розв’язку стаціонарного рівняння одержано оцінку спектру. Абдулкадиров В.А.

Продовжено розробку малогабаритних активних і пасивних високовольтних фільтрів напруги для джерела живлення ГДВ на струм 0.1.0.5А. Запропоновано методи зменшення симетричних комутаційних перешкод із широким спектром частот. Кожушко В.В.

НДР « Електродинаміка відкритих резонансних систем і періодичних структур із композитними матеріалами; розробка когерентних джерел і вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль»(шифр «Старт-2»)

Розвинуто метод аналітичної регуляризації парних суматорних рівнянь, до яких зводиться широкий клас задач дифракції електромагнітних хвиль на одномірно – періодичних стрічкових гратках, що знаходяться на межі анізотропного середовища з частотною дисперсією матеріальних параметрів. Проведено обчислювальні експерименти по дослідженню закономірностей процесу взаємодії хвиль зі стрічковими гратками, що знаходяться на межі анізотропного магнітоактивного середовища, яке перебуває під впливом зовнішнього постійного магнітного поля, паралельного стрічкам граток. Встановлено існування дискретної множини частот із скінченними точками накопичення, де відбувається резонансне перетворення енергії хвилі збудження в енергію поверхневих коливань, локалізованих поблизу межі анізотропного середовища. Мележик П.М., Бровенко А.В., Поєдинчук А.Ю., Яшина Н.П.

Проведено математичне та чисельне моделювання задачі на власні хвилі структури « шар діелектрика – відбивні дифракційні гратки». Досліджено дифракцію плоскої неоднорідної хвилі, створеної модульованим електронним потоком, на періодичних відбивних гратках, канавки яких містять метаматеріал із ефективною діелектричною проникністю з частотною дисперсії. Досліджено ефект резонансного дифракційного випромінювання електромагнітних хвиль гратками з метаматеріалом. Встановлено, що природа ефекту обумовлена синхронізмом неоднорідної хвилі потоку та «поляритону» – поверхневої хвилі метаматеріалу. Кусайкін О.П.

Розглянуто задачу на збудження коаксіальною лінією циліндричної мікросмужкової антени з випромінювачем довільної форми за допомогою методу моментів у спектральній області. В якості базисних функцій були використані синусоїдальні базисні функції, задані на сегментах поверхні випромінювача з прямокутно – циліндричною формою. Побудовано обчислювальний алгоритм розрахунку струму на випромінювачі, діаграми спрямованості та вхідного опору циліндричної мікросмужкової антени. Свєженцев О.Є.

Створені алгоритми, на основі яких проводиться розробка комп’ютерних програм для розрахунку спектральних і дифракційних характеристик відкритого резонатора зі сферичними дзеркалами, що містить неоднорідність у вигляді шаруватої магнітодіелектричної кулі, магнітна та діелектрична проникності якої можуть набувати від’ємних значень. Свіщов Ю.В.

Розглянуто задачу дифракції плоскої хвилі малої інтенсивності на поперечному неоднорідному, ізотропному, немагнітному, лінійно поляризованому діелектричному шарі з нелінійним середовищем типу Кера. Запропоновано та досліджено чисельну процедуру розв’язку методом скінченних елементів. Яцик В.В.

Створено алгоритм та проаналізовано вплив діелектричних включень на ефективність чистих перетворювачів хвиль на каскаді з трьох діафрагм в прямокутному хвилеводі. Виявлені конструкції, що забезпечують значно більш широку смугу таких пристроїв ( близько 12% замість 2%). Щербак В.В.

Проведено дослідження властивостей відкритого резонансного середовища діелектрометра з циліндричним зразком. Встановлені оптимальні параметри дзеркал і діаметр досліджуваного зразка, що забезпечує одномодовий режим збудження коливань в середовищі в широкому діапазоні частот і з діелектричною проникністю зразка . Мележик П.М., Мірошниченко В.С., Сенкевич О.Б.

Розроблено автоматизований спектрометр і скануючий пристрій для ЕПР-мікроскопа міліметрового діапазону з локалізованим магнітним полем, який буде використано при дослідженні неоднорідності мало розмірних магнітних наноструктур методом ЕПР з кроком сканування   мкм, динамічним діапазоном 72 дБ та автоматичним підстроюванням частоти генератора. Проведено пошук можливостей створення опорних синтезаторів частот для скалярних і векторних аналізаторів міліметрового діапазону, напрацьовано програму для розрахунку електродинамічних характеристик хвилеводного змішувача на гармоніках у 8-мм діапазоні. Єрмак Г.П., Варавін А.В., Васильєв О.С., Попов І.В.

Проведено дослідження ГДВ, що працює на вищих просторових гармоніках періодичної структури в діапазонах частот 120 ГГц і 200 ГГц. Для захисту від конкуренції з режимом поверхневих хвиль запропоновано використати в ГДВ багатокаскадний простір взаємодії. Проведені експериментальні дослідження ГДВ з двохкаскадним простором взаємодії в діапазонах частот 60 ГГц і 200 ГГц. Мірошниченко В.С., Сенкевич О.Б., Корнєєнков В.К., Демченко М.Ю., Скринник Б.К., Юдінцев Д.В.

Розроблено макет відкритого резонатора 2-мм діапазону, в центрі плоского дзеркала якого знаходиться відрізок круглого надрозмірного хвилеводу. При збудженні в круглому хвилеводі  – хвилі проведені виміри діелектричної проникності циліндричних зразків різних матеріалів. Кузьмичов І.К.

Визначені умови формування електронного потоку з мікронними амплітудами пульсацій траєкторій руху електронів поблизу поверхні дифракційних граток і при низьких фокусуючих полях (0.3-0.5 Тл). Встановлені фізичні принципи енергообміну та формування динамічних пучків електронного заряду в двохчастотному ГДВ. Вказано на можливість підвищувати тривалу стійкість частоти вихідного сигналу ГДВ. Цвик О.І., Нестеренко А.В., Желтов В.М., Хуторян Е.М., Бєлоусов Е.В.

У рамках гідродинамічної моделі розглянуто нестійкість хвиль в напівпровідниковій розділеній структурі, у тому числі і обмеженій. Отримано дисперсійне рівняння, що описує нестійкість обмеженої системи. Запропоновано електродинамічний підхід до розв’язання задачі дифракції електромагнітної хвилі при довільному падінні на систему періодичних екранів (стрічок), що знаходяться поблизу екранованого анізотропного середовища. Абдулкадиров В.А.

Розглянуто теоретичну модель ГДВ на основі моделі дискретної взаємодії електронного потоку з НЧ полем відкритого резонатора, де дія просторового заряду враховується як на щілинах, так і на ламелях дифракційних граток. Півоварова О.Г.

Проведено дослідження з метою створення високовольтного електронного комутатора на 10 транзисторах  із сумарною напругою близько 10 кВ. Регульована тривалість імпульсу напруги складала 3-20 мкс із крутиною фронту імпульсу менше ніж 1 мкс. Комутатор буде використано для живлення експериментальних зразків ГДВ. Кожушко В.В.

НДР «Електродинаміка відкритих резонансних систем і періодичних структур із композитними матеріалами; розробка когерентних джерел і вимірювальних пристроїв міліметрового та субміліметрового діапазонів електромагнітних хвиль» (шифр «Старт-2»)

Уперше розроблено метод розв’язання задач на власні хвилі відкритих періодичних хвилеводів із метаматеріалами. Мележик П.М., Поєдинчук А.Ю., Яшина Н.П.

Проведено математичне моделювання задач дифракції хвиль на структурі «шар метаматеріалу – напівпрозорі гратки» і визначені основні фізичні закономірності дифракції хвиль на даній структурі. Виявлено ефект резонансного випромінювання електромагнітних хвиль дифракційними гратками з метаматеріалом. Кусайкін О.П.

Отримано точні розв’язки, що описують процеси взаємодії плоских – поляризованих хвиль із екранованими стрічковими металевими гратками на поверхні ідеального фериту при довільному куті падіння електромагнітних хвиль. Мележик П.М., Поєдинчук А.Ю., Бровенко А.В., Трощило О.С.

Розглянуто задачу на збудження циліндричної мікросмужкової антени за допомогою циліндричної мікросмужкової лінії. Форма випромінювача вважається довільною у рамках прямокутно-циліндричної геометрії. Розв’язок задачі одержано в результаті застосування методу моментів як у спектральній, так і у просторовій областях. Показано, що зі зміною форми випромінювача, наприклад, з використанням переходу на компланарну лінію або з використанням щілини U – типу, з’являється можливість ефективного узгодження випромінювача з полосковою лінією живлення. Реалізована модель розв’язку вхідного опору антени за допомогою точного розв’язку задачі з подальшим застосуванням методу еквівалентних схем. Свєженцев А.Є.

На основі точної математичної моделі, що описує власні коливання відкритих резонаторів (ВР) зі сферичними дзеркалами, проведено теоретичний аналіз спектральних характеристик ВР у разі, коли довжина хвилі має такий порядок як і розміри резонатора. Приведені уточнення та істотне узагальнення класифікації власних коливань ВР, основою яких є наближені моделі ВР. Розвинуто чисельно-аналітичний метод для проведення аналізу спектральних та дифракційних характеристик ВР зі сферичними дзеркалами, що містить неоднорідність у вигляді шаруватої магнітодіелектричної кулі, магнітна та діелектрична проникності якої можуть набувати від’ємних значень. Свіщов Ю.В.

Розроблено алгоритми та проведено чисельний аналіз задачі дифракції плоскої електромагнітної хвилі на поперечному неоднорідному, ізотропному, немагнітному, нелінійному діелектричному шарі у резонансній області частот. Показано, що збільшення інтенсивності поля збудження нелінійної структури призводить до зменшення резонансної частоти шару з позитивним значенням коефіцієнта кубічної сприйнятливості середовища, і до збільшення резонансної частоти шару при від’ємному значенні коефіцієнта кубічної сприйнятливості середовища. Яцик В.В.

Проведено оптимізацію поляризаційних конверторів хвиль на основі каскаду з трьох або двох схрещених граток. Досліджено режим чистої та надчистої конверсії хвиль – типів із високим номером на каскаді з трьох діафрагм різних періодів. Щербак В.В.

Теоретично та експериментально проведено дослідження властивостей резонансного осередку діелектрометру з відкритого резонатора з циліндричними дзеркалами обмеженої довжини. Дослідження макету резонансного осередку було проведено у 8 – і 4-х міліметрових діапазонах довжин хвиль. Мележик П.М., Мірошниченко В.С., Сенкевич О.Б.

Розроблено макет автоматизованого спектрометра з високою роздільною можливістю для ЕСР мікроскопа міліметрового діапазону довжин хвиль із локалізованим магнітним полем. Напрацьовано програму для розрахунку хвилеводної камери змішувача 8-мм діапазону та програму для розрахунку планарної системи помножувача частоти в ТГц діапазоні. Проведено дослідження на можливість створення джерел синтезованих сигналів міліметрового діапазону з відносною нестабільністю частоти з метою випромінювання матриці контактів Джозефсона в еталоні одиниць ЕРС. Єрмак Г.П., Варавін А.В., Васильєв О.С., Попов І.В., Кочергін В.П.

Запропоновано нову модифікацію відкритої резонансної системи (ВРС) для генератора дифракційного випромінювання (ГДВ), в якій використовуються резонансні властивості ступінчатої неоднорідності у вигляді канавки на дзеркалі з метою збільшення амплітуди просторових гармонік поля дифракційних граток і пониження дифракційних втрат для основного типу коливань. Проведено чисельний аналіз властивостей коливань в резонаторі для декількох значень глибини канавки.

Отримано результати експериментальних досліджень властивостей макетів ГДВ в 4-мм і 5-мм діапазонах уже з іншою ВРС. Проведено експериментальні порівняння вихідних характеристик ГДВ 5-мм діапазону при збудженні генератора на 1-ій, 2-ій, та 3-й просторових гармоніках дифракційних граток. Встановлено, що завдяки вибору такого типу ВРС вдається забезпечити ефективне збудження коливань в ГДВ на вищих просторових гармоніках періодичної структури, обмежити вплив омічних втрат та подолати технологічні перешкоди при освоєнні вакуумними джерелами терагерцового діапазону. Мірошниченко В.С., Сенкевич О.Б., Корнєєнков В.К., Демченко М.Ю., Скринник Б.К.

У 4-мм діапазоні довжин хвиль проведено експериментальні дослідження ВР із параболоїдного та плоского дзеркал, циліндричного гладкого дзеркала або циліндричного дзеркала з дифракційними гратками. Вивчено спектральні характеристики ВР та досліджені залежності амплітуди полів і добротностей типів коливань, амплітуди полів по довжині неоднорідності у ВР. Корецький А.П.

Проведено цикл експериментальних досліджень за погодженням низькоомного напівпровідникового діода з відрізком коаксіальної надрозмірної лінії та відкритим резонатором. Запропонована відкрита електродинамічна система має перспективу для створення на її основі множника частоти міліметрового та субміліметрового діапазонів довжин хвиль. Кузьмичов І.К.

Побудована теорія ГДВ у багаточастотному режимі збудження коливань; виявлені фізичні явища (конкуренція коливань, автосинхронізація частоти та ін.) визначальні особливості зміни потужності, частоти та спектру вихідного сигналу в експериментальних дослідженнях ГДВ. З’ясовані особливості формування електронного потоку неоднорідним фокусуючим магнітостатичним полем ГДВ і можливості профілізації фокусуючого магнітостатичного поля з метою поліпшення вихідних характеристик ГДВ. Цвик О.І., Нестеренко А.В., Желтов В.М., Хуторян Е.М., Бєлоусов Є.В.

Розглянута напівпровідникова композитна структура, що складається з напівпровідникової плівки, діелектричної підкладки та дифракційних граток. Пропонується, що плазма в напівпровіднику розглядається в гідродинамічному наближенні. Електронно-хвилеві взаємодії досліджені в структурах з просторово розділеними плазмовими потоками, що здійснюють дрейф і взаємно проникаючими плазмовими потоками. Виявлені інкременти зростання хвиль і досліджені дисперсійні характеристики зразків і . Розв’язання крайової задачі проведено на основі методу задачі Рімана-Гільберта. Абдулкадиров В.А.

На основі розробленої моделі досліджено взаємодії електронного потоку з ВЧ полем відкритого резонатора з урахуванням дії просторового заряду (у одновимірному та одномодовому режимах). Створена діюча програма розрахунку пускових струмів залежно від геометричних і електронних параметрів ГДВ. Півоварова О.Г.

Проведені дослідження багатоконтурних систем управління в малогабаритних джерелах живлення вакуумних НВЧ – генераторів. Встановлено, що джерела живлення потужністю близько 100 Вт доцільно будувати з однотактною системою управління, а джерела живлення потужністю близько 1 кВт і більше повинні мати два паралельно включених контури управління. Кожушко В.В.