У відділі нелінійної динаміки електронних систем за ініціативою завідувача відділом К.О. Лукіна за весь час існування підрозділу сформовано і успішно розвивається більше десятка напрямків наукових досліджень. Інтенсивність досліджень у цих напрямках безпосередньо залежить від пріоритетів, заданих Національною Академією Наук України, наявності фінансування через міжнародні проекти, гранти, контракти та інші види науково-технічного співробітництва та інших обставин.

За період 2017-2023 рр. під керівництвом К.О.Лукіна в відділі 17 виконувалися дві держбюджетні НДР відомчої тематики: «Нові методи генерації хаотичних та випадкових сигналів  мікрохвильового, терагерцового  та оптичного діапазонів електромагнітних хвиль, методи та засоби їх випромінювання і прийому з метою застосування у шумових радарних системах формування радіозображень» (шифр ”Рух”), (2017 – 2021 рр.), та «Цифрова і аналогова генерація та обробка хаотичних і псевдовипадкових сигналів для шумових і квантових радарних сенсорів та систем зв’язку, а також для багатоканальних систем формування когерентних зображень суб-терагерцового, оптичного і рентгенівського діапазонів» (шифр «ГРИФОН»), (2022 – 2026 рр.).

Були отримані такі результати:

1. Проведено ретельне порівняння концепції шумового радару (ШР) з концепцією квантового радару (КР) і запропоновано використати іншій термін: Квантовий радарний сенсор (КРС) L2[1]. Для реалізації КР потрібна надзвичайно низька температура (близько 7ºK), яка може бути досягнута лише в спеціальних рефрижераторах, що робить КР невиправдано дорогим. У той же час концепцію ШР набагато легше реалізувати в діапазонах мікрохвиль, міліметрових хвиль і субтерагерцових частот L2[23]. Нещодавно застосування світлодіодів (LED) та методики спектральної інтерферометрії дозволило сконструювати шумовий рефлектометр навіть в інфрачервоному та оптичному діапазонах частот, що було нами експериментально доведено L2[10].

Встановлено, що КР-концепція має гарну перспективу в розробці КРС ультрафіолетового, рентгенівського та гамма-частотного діапазону електромагнітного випромінювання. Також запропоновано і розглянуто застосування концепції ступінчастої зміни частоти фотонів для отримання профілю дальності та забезпечення можливості роздільної здатності з дальності в КРС L2[20].

2. Експериментально доведено можливість вимірювання товщини тонких плівок методом спектральної інтерферометрії випадкових сигналів оптичного діапазону із застосуванням світлодіодних джерел оптичного випромінювання. Метод вимірювань має досить хорошу похибку відносне значення межі довірчого інтервалу вимірювань при довірчій ймовірності 0,95 становило 0,88%, при цьому абсолютне значення дорівнює 0,17 мкм L2[10].

Реалізовано вимірювання відстані методом спектральної інтерферометрії та гетеродинного перенесення спектра з оптичного діапазону в радіодіапазон. Показана можливість використання радіочастотних спектро-аналізаторів, роздільна здатність вимірювання спектра яких дозволяє отримувати рефлектограми довгих волоконно-оптичних ліній зв’язку. У цьому випадку проблема «мертвої зони» вирішується за рахунок застосування непереривного сигналу замість традиційного імпульсного режиму вимірювання. Був розроблений і експериментально досліджений прототип оптичного кореляційного рефлектометру.

3. Запропонована нова концепція побудови самоорганізуючої SMART системи передачі інформації і радіолокаційного моніторингу транспортних засобів на автобані на основі розробленого раніше авторами нового методу мультиплексної передачі кодових сигналів з розширеним спектром для реалізації множинного доступу з просторово-кодовим розділенням каналів. Запропоновано новий метод генерації унікальних бінарних псевдовипадкових послідовностей (БПВП) з квазіідеальною періодичною і інверсно-періодичною автокореляцією. Метод розроблений на базі модифікованого дискретного хаотичного відображення з двома параметрами запізнювання. Комп’ютерним моделюванням досліджена і вивчена структура БПВП, що згенеровані запропонованими алгоритмами, знайдені спектри періодів різних БПВП. Проведений аналіз показав, що БПВП мають кореляційні характеристики достатньо близькі до характеристик М-послідовностей.
4. Розроблено нову методику передачі інформації за допомогою широкосмугового хаотичного сигналу, що генерується нелінійною динамічною системою із затримкою в часі. Новий метод, запропонований вперше, відрізняється від відомих раніше тим, що використовується особливість хаотичних систем, яка полягає в можливості формування періодичної структури в спектрі сигналу безпосередньо в процесі його генерації. У некогерентному приймачі, який не потребує хаотичної синхронізації з передавачем, реалізовано алгоритм декодування інформаційного повідомлення, близький до оптимального, що дозволяє досягти завадостійкості та високої точності відновлення даних.

Показано, що коректне відновлення переданого бінарного повідомлення можливе на рівні адитивної широкосмугової гауссової завади в каналі зв’язку, яка значно перевищує рівень корисного хаотичного сигналу. Працездатність системи передачі інформації на основі спектральної маніпуляції хаотичного сигналу з використанням запропонованого алгоритму продемонстровано експериментально, що підтвердило теоретичні та модельні висновки. Обробка сигналу в передавачі та приймачі виконується в дискретній часовій області, що робить запропоновану методику готовою до реалізації в ЦСР (DSP) та ПЛІС (FPGA).

5. Запропоновано адаптацію алгоритму генерації хаотичних сигналів на основі нелінійної динамічної системи із затриманим зворотним зв’язком з метою його імплементації у FPGA. Розроблено і реалізовано генератор шумового (випадкового) сигналу у керованої смузі частот в діапазоні 12-16 ГГц методом модуляції генератора керованого напругою (ГКН) низькочастотним випадковим сигналом, що генерується цифровим способом в FPGA.

Проведено тестування алгоритму генерації та цифро-аналогової обробки широкосмугових випадкових сигналів з допомогою розробленного програмного забезпечення , а також проведено оцінювання параметрів шумових та детермінованих сигналів, що генеровані.

6. Вдосконалено метод та розроблено алгоритм обробки радіолокаційних сигналів, для отримання 2D радіозображень у режимі реального часу, що дає змогу отримувати зображення радіолокаційних сцен в форматі мікрохвильового відео.
7. Розроблені моделі антенних решіток на основі антен Вівальді для багатоканальних систем формування РСА зображень. Зроблено порівняльний аналіз з параметрами реальних антен. Проаналізовано взаємний вплив елементів антенної решітки. Антенна решітка, що була розроблена, відповідає вимогам до характеристик в обраному діапазоні.
8. Розроблено та протестовано Демонстратор мікрохвильової відеокамери Ku-діапазону (довжина хвилі 2см), який є наземним РСА що має передавач та багатоканальний приймач, а також необхідні алгоритми для формування 2D РСА зображень у реальному часі з темпом оновлення 10мс, тобто для формування мікрохвильового відео високої роздільної здатності L2 [7].
9. Розроблено нову математичну модель для аналізу процесів генерації хаотичних коливань у системі діодів Ганна з урахуванням затримок взаємного зв’язку в електронних системах на базі декількох неявних методів числового моделювання підвищеної точності та порядку, що призначені для отримання нестаціонарних рішень так званих «нежорстких» задач. Знайдено умови вирішення таких задач.
10. Теоретично досліджено режим збудження гібридних об’ємно-поверхневих хвиль у клінотроні зі стрічковим електронним пучком та двоперіодичною гребінкою. Показано, що перевагою гібридного режиму є підвищення як зворотного зв’язку, так і ефективності випромінювання за рахунок об’ємної хвилі. Результати моделювання продемонстрували вихідну потужність у десятки Ватт у діапазоні частот від 0,5 до 0,7 ТГц, що забезпечується пучком 0,2 А та напругою 17 кВ. Ефективність взаємодії складає близько 1%. Продемонстровано діапазон налаштування частоти близько 5% шляхом зміни прискорювальної напруги.
11. Запропоновано та досліджено новий механізм генерації космічних променів ультра-високої енергії з активних галактичних ядер. Доведено, що врахування ефектів квантової гравітації призводить до виникнення транс-Планківського стрибка щільності енергії та щільність імпульсу полів матерії. Крім того, отримана щільність імпульсу відображає структури, що вказують на дископодібну конфігурацію поблизу екватора і відтік колімований речовини від полюсів. Біполярний відтік/дископодібна структура має бути істотною частиною механізму, що лежить в основі струменів/аккреційних дисків активних ядер галактик. Вперше Мембранну Парадигму фізики Чорних дір у формалізмі Паріка-Вільчека застосовано до рішень Керра для рівняння загальної теорії відносності. Узагальнено опис чорних дір в термінах дуальних мікроскопічних ступенів свободи, що впливає на інтерпретацію сигналів гравітаційних та електромагнітних хвиль у процесах злиття компактних релятивістських об’єктів у подвійних зіркових системах. L2 [32-34,36].
12. Вивчено особливості тунельної динаміки в точно розв’язуваній моделі N=4 суперсиметричної квантової механіки з багато-ямним потенціалом та з порушеною відбивною симетрією. На прикладі дослідження явищ часткової локалізації та когерентного тунельного руйнування наведено основні переваги використання ізоспектральних точно розв’язуваних гамільтоніанів у дослідженні квантово-механічних систем з дво- та три-ямковими потенціалами L2 [35].

Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі

Нижче коротко описані основні досягнення співробітників відділу в створених напрямках наукових досліджень L2 [1-44], L1[1-120]:

• Динамічний хаос в електродинамічних резонаторах з не інтегрованими межами та/ або нелінійно відбивними неоднорідностями, хаотична динаміка в квантових більярдах.

Цей напрямок розроблявся переважно К.О. Лукіним та О. В. Земляним. Продовжувалося дослідження хаотичної динаміки електромагнітних полів у резонаторах з нелінійно відбивними стінками, а також в нелінійних радіофізичних системах з запізненням. Були розроблені нові методи генерації хаотичних сигналів радіо та СВЧ  діапазонів для шумових радіолокаційних і зв’язних систем. Запропоновано новий спосіб згладжування (корекції) нерівномірності спектра хаотичних коливань в кільцевому автогенераторі з введеною залежністю часу запізнювання від миттєвої амплітуди генерованих коливань (амплітудно-залежне запізнювання). Показана можливість значного зниження нерівномірності спектральної щільності потужності генерованих сигналів. Запропоновано та досліджено новий метод формування квазіортогональних хаотичних послідовностей за допомогою багатовимірних дискретних відображень, які придатні для використання в сучасних радарних і зв’язних системах (К. О. Лукін, О. В. Земляний, В. Є. Щербаков) L1[1-5]. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[9,29-31,38-39].

• Хаотична і регулярна динаміка носіїв зарядів в багатошарових напівпровідникових структурах з лавинним множенням зарядів; нові методи генерації періодичних і випадкових коливань міліметрового та терагерцового діапазонів.

У розробці напрямку брали участь К. О. Лукін, П. П. Максимов, Л. В. Юрченко. Продовжувалося дослідження динамічної нестійкості струмів в різких двопролітних p-n–переходах і поліпшення діапазонних, енергетичних і спектральних характеристик напівпровідникових генераторів на їх основі, що одержали назву лавинно-генераторних діодів (ЛГД). Були досліджені різкі двопрольотні Ge, Si та GaAs p-n-переходи з різною концентрацією домішкових атомів, напругою зворотного зсуву і часом життя неосновних носіїв. Діапазонні, енергетичні та спектральні характеристики ЛГД визначаються концентрацією домішкових атомів, розмірами областей легування, напругою зворотного зсуву і часом життя неосновних носіїв в шарі множення, що дозволяє генерувати коливання терагерцового діапазону. Виявлено ефект прямого перетворення частоти в pn-i-pn-структурах, який пов’язаний з генерацією сигналу гетеродина в самій pn-i-pn-структурі завдяки наявності позитивного зворотного зв’язку по дрейфовому току між лавинними p-n-переходами. Досліджено напівпровідникові фотоелектронні помножувачі (НФЕП) на основі напівпровідникових лавинних pn-i-pn-структур, принцип дії яких заснований на лавинно-каскадному множенні первинного фотоструму (К. О. Лукін, П. П. Максимов, Х. Сердейра) L1[6-10]. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[8-9,12-13, 22-23,39].

Були проведені дослідження регулярних і хаотичних коливань в сильно-нелінійних електронних і радіофізичних системах, у тому числі автоколивальних системах терагерцового діапазону, з метою пошуку нових методів генерації хаотичних сигналів для розробки компактних генераторів шуму і використання їх як джерел сигналу в шумових радарах ближнього радіусу дії. Була розроблена ефективна математична модель для розрахунку у часовому просторі складних широкосмугових автоколивань в ланцюжках сильнострумових GaN діодів Ганна з урахуванням їх нелінійної взаємодії у відкритій мікросмуговій лінії передачі з запізненням (з розподіленими резонансними лініями зворотного зв’язку), без спеціальних обмежень на рівень та форму (тобто на спектральний склад) виникаючого сигналу, з урахуванням не миттєвої реакції активних пристроїв на зовнішній вплив, що забезпечує строгий самоузгоджений розв’язок даного класу задач з використанням мінімальних обчислювальних ресурсів. На основі строгого нелінійного моделювання таких систем  у часовому просторі були знайдені такі нові ефекти, як хаотизація коливань у відкритій випромінюючій одновимірній системі без дисперсії, спонтанна генерація ланцюжків імпульсів високої частоти, нелінійне підсумовування потужності, бістабильність та ефекти гістерезису при збудженні коливань (Л. В. Юрченко, В. Б. Юрченко) L1[11–15]. Було подовжено дослідження нових ефектів в цих системах L2[39], нових матеріалів для радарних застосувань L2[12], моделювання імпульсно-хаотичного типу коливань для гібридних мультидіапазонних систем L2[13] та розроблено нову математичну модель на базі декількох неявних методів числового моделювання підвищеної точності та порядку, що призначені для отримання нестаціонарних рішень так званих «нежорстких» задач.

• Генерація та когерентна обробка випадкових сигналів; побудова сигнальних процесорів на основі ПЛІС (FPGA) для роботи радарних сенсорів в реальному масштабі часу.

У розробці напрямку брали участь К. О. Лукін, О. В. Земляний, П. Л. Виплавін, С. К. Лукін. Розроблені методи хаотизації автоколивальних систем використовувалися для створення генераторів хаотичних коливань радіо і СВЧ діапазонів для шумових радіолокаційних і зв’язних систем. Показана можливість застосування в шумових радарних генераторах сигналів довільної форми (AWG) і FPGA, для генерації складних сигналів. К. О. Лукіним був запропонований новий метод обробки прийнятих сигналів в шумових радарах: – метод східчастих затримок. Суть методу полягає в реалізації стрибкоподібної зміни затримки випромінюваного сигналу в опорному каналі шумового радара і подальшої оцінки крос-кореляційної функції за допомогою аналогового корелятора. Це дозволяє уникнути застосування швидкодіючих аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) або ліній затримки в опорному каналі радара і в той же час забезпечити високу розділювальну здатність по дальності і збільшити динамічний діапазон шумового радара. Розвиток методів генерації та обробки шумових сигналів дозволяє розробити і реалізувати концепцію повністю цифрового шумового радара (Software Defined Noise Radar), яка дозволяє розробляти радари з генерацією та обробкою радарних сигналів безпосередньо в FPGA, що дає принципово нові можливості при проектуванні радарів здатних швидко варіювати тип переданих сигналів і зміну їх параметрів (К. О. Лукін, О. В. Земляний, П. Л. Виплавін, С. К. Лукін) L1[16-20]. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[7,16,27,40].

Крім того, у відділі розвивалися методи частотно-часового аналізу нестаціонарних випадкових сигналів на базі їх двопараметричних уявлень і алгоритми обробки таких сигналів. За підсумками цих досліджень опубліковано монографію (А. А. Могила, К. О. Лукін) L1[21].

• Антени з синтезуванням діаграми спрямованості і реконфігуровані антени на основі МЄМС (мікро-електро-механічна система) перемикачів

У розробці напрямку брали участь К. О. Лукін, П. Паламарчук, М. К. Заєць. В рамках цього напрямку досліджувалися L1[25-26] різні варіанти запропонованих К. О. Лукіним антен нового типу – антен з синтезуванням діаграми спрямованості L1[22-24]. Основний принцип роботи таких антен полягає в реалізації віртуальної (або реальної) антенної решітки за рахунок реального (або віртуального) переміщення випромінюючої або приймаючої фізичної антени з широкою діаграмою спрямованості і подальшого застосування методів РСА (радар з синтезуванням апертури) для синтезування діаграми спрямованості або генерації РСА зображень, в тому числі тривимірних томографічних. Розроблено кілька модифікацій запропонованих антен з синтезуванням діаграми спрямованості: спірально-щілинна антена, що сканує; хвилеводно-щілинна антена; мікросмугова антена, що сканує. Для шумових радарів запропоновані і нерухомі некомутовані антенні решітки із затримками між її елементами, що перевищують час когерентності використовуваних шумових сигналів, які дозволяють реалізувати крос-кореляційний розподіл сигналів, прийнятих кожним елементом в одноканальному приймачі. Запропоновані антени з синтезуванням діаграми спрямованості зручні для застосування в оглядових РЛС, в сенсорних і томографічних радарах, а також при створенні наземних РСА, призначених для моніторингу структурних змін та реєстрації перед-катастрофічних станів інженерних споруд. Крім того, на їх основі розробляється «відео камера» 4-х ММ та 2-х СМ діапазонів для отримання 2-х мірних і 3-х мірних зображень в реальному масштабі часу (К. О. Лукін, В. П. Паламарчук, П. Л. Виплавін, М. К. Заєць, Д. М. Татьянко, О. В. Земляній, С. К. Лукін, А. О. Шелехов). Подальші дослідницькі розробки в цьому напрямку проводилися в L2[7,42].

• Шумові радарні системи

У розробці напрямку брали участь К. О. Лукін, В. М. Коновалов, А. А. Могила, П. Л. Виплавін, В. П. Паламарчук. Основна мета досліджень цього напрямку полягає у пошуку принципово нових застосувань шумових радарів і запропонованих антен нового типу. Розроблені і протестовані кілька нових шумових радарів і сенсорів міліметрового діапазону. Перш за все, слід відзначити розробку і випробування першого в світі імпульсного шумового РСА 3-см діапазону з когерентною обробкою прийнятих сигналів, який може працювати в двох режимах: режимі кругового огляду та режимі дугового РСА. Цей радар був розроблений і поставлений в DSTA, Singapore.

Антена з синтезуванням діаграми спрямованості (2008г.)	Імпульсний шумовий РСА 3-см діапазону, Сінгапур (2008г.)

Розроблено, виготовлено та випробувано перший у світі 8-мм шумовий бістатичний наземний РСА, що використовує запропоновані антени з синтезуванням діаграми спрямованості і призначений для моніторингу структурних змін в таких об’єктах, як великі будівлі, мости, телевежі, дамби, та ін., з метою реєстрації непомітних оку структурних змін і, отже, виявлення їх пред-катастрофічних станів. Запропоновані РСА можуть застосовуватися і для моніторингу транспортних зон: шосе, залізничних вузлів, морських портів, а також злітно-посадочних смуг аеропортів (К. О. Лукін, В. М. Коновалов, А. А. Могила, П. Л. Виплавін, В. П. Паламарчук) L1[27-32]. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[3,16-19,21,28].

Бістатичний наземний Шумовий РСА 8-мм діапазону

Розроблено метод приглушення бокових пелюсток крос-кореляційної функції для локаторів ближньої дії з псевдо-шумовими сигналами, призначених для виявлення малорухомих об’єктів за оптично непрозорими середовищами. Для цих же локаторів розроблено метод когерентної компенсації потужних заважаючих відбитків від місцевих нерухомих предметів. Розроблено метод обробки відбитого від нерухомої людини сигналу, що отримав доплерівський зсув частоти за рахунок його фізіологічної активності на інтервалі декількох періодів його дихання (К. О. Лукін, В. М. Коновалов) L1[31-32].

• Радарна томографія та радіометрія на основі шумових наземних РСА

У розробці напрямку брали участь К. О. Лукін, П. Л. Виплавін, В. В. Кудряшов, В. П. Паламарчук, М.К. Заєць, С. К. Лукін. Формування томографічних і радіометричних зображень на основі антен з синтезованою діаграмою спрямованості і радарної концепції МІМО (multiple input, multiple output – багатоканальний прийом, багатоканальна передача) було запропоновано К. О. Лукіним і активно розвивалося співробітниками відділу. Розроблено методи формування 2- і 3-мірних когерентних зображень в мм діапазоні хвиль за допомогою МІМО шумового РСА з розподілом прийнятих сигналів у часі. Проведено експерименти в лабораторних та випробування у польових умовах з отримання 2- і 3-мірних когерентних зображень, які дозволяють генерувати радіоголограми і радіотомограмми, відповідно.

Команда, що розробила наземну шумову MIMO РСА для радарної томографії: стоять – П.Л. Виплавін, К.О. Лукін, В.В. Кудряшов, В.П. Паламарчук; сидить – С.К. Лукін

За допомогою розробленого наземного шумового РСА 8-мм діапазону проведено серію вимірювань на території Національного заповідника «Софія Київська» з метою вимірювання зміщень в будівлі дзвіниці. Отримано когерентні радіозображенння і диференціальні інтерферограми собору, зафіксовано стабільність його інтер’єру і зовнішньої поверхні дзвіниці, коли температура навколишнього середовища постійна. Виявлено зміщення приблизно 0,1 мм при прогріванні металевих елементів будівлі під час сходу сонця з інструментальною похибкою вимірювання не гірше 0,03 мм.

Фотографія  (ліворуч) та радіоголограма (праворуч) дзвіниці Собору Софія Київська, яка отримана за допомогою наземного шумового РСА 8-мм діапазону (Київ, 2008р.)
Фотографія  (ліворуч) та радіоголограма (праворуч) внутрішніх приміщень дзвіниці Собору Софія Київська, яка отримана за допомогою наземного шумового РСА 8-мм діапазону (Київ, 2008р.)

Досліджено вплив довготривалої стабільності зондувального сигналу на точність диференційно-інтерферометричних вимірювань за допомогою такого РСА. Дослідження дозволило отримати похибку вимірювань зсуву об’єкта не гірше 10 мкм при відношенні сигнал-шум 45дБ у відсутності атмосферних перешкод. Отриманий результат узгоджується з теоретичним критерієм Крамера-Рао для максимально досяжної точності фазових вимірювань. Запропоновано метод поліпшення якості РСА зображень шляхом компенсації сигналів прийнятих через бокові пелюстки L1[33- 36].

У 2013 р для демонстрації можливостей наземних шумових РСА, було виконано експерименти з отримання радіозображень об’єктів складної форми. Вимірювання проводились спільно із співробітниками Харківського Університету Повітряних Сил (ХУПС) ім. І. Кожедуба під керівництвом полковника К. С. Васюти.

Співробітники відділу нелінійної динаміки електронних систем №17 ІРЄ НАНУ ім. О.Я. Усикова (С.К. Лукін, В.П. Паламарчук, К.О. Лукін, П.М. Сущенко і П.Л. Виплавін) та команда Харківського Університету Повітряних Сил (ХУПС) ім. І. Кожедуба після сумісних випробувань Шумового РСА 8-мм діапазону (Харків, 2013 р.)

У ході вимірювань використовувався наземний шумовий РСА 8-мм діапазону на основі антен з синтезованою діаграмою спрямованості для моностатічної і MIMO-конфігурацій. У польових умовах були отримані РСА і томографічні зображення різних зразків військової техніки L1[37].

а)	б)
в)	г)
Фотографіі (ліворуч) та РСА зображення (праворуч) зразків наземної військової техніки (а, б)  та літака СУ-27 (в, г) українських ВПС (Харків, 2013 р.)

Зокрема, це відкриває можливості розробки радарних систем, що дозволяють отримувати 2- і 3-мірних зображення, а також вимірювати дальність до об’єктів і оцінювати швидкість їх переміщення в режимі скритності їх роботи. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[7,19,21,24,40,42,44].

Запропоновані К.О. Лукіним антени з синтезованою діаграмою спрямованості стали основою двохпозиційного інтерферометричного радіометра, розробленого для формування радіометричних зображень у площині довжина-азимут у межах інтерферометричної бази радіометра. Даний напрямок було також запропоновано К. О. Лукіним і розвинуто В. В. Кудряшовим, В. П. Паламарчуком, П. Л. Виплавіним і С. К. Лукіним. Отримано алгоритми формування радіометричних РСА зображень з однією і двома антенами з синтезуванням діаграми спрямованості і вперше експериментально отримані радіометричні зображення джерел теплового радіовипромінювання в площині дальність-азимут за допомогою бістатичного РСА радіометра L1[38-42].

• Оптичні шумові рефлектометри і вимірники мікро- і нано-відстаней на основі світлодіодних джерел і методів спектральної інтерферометрії.

Даний напрямок було запропоновано К. О. Лукіним як узагальнення принципів шумової радарної технології на вимірювальні системи оптичного діапазону і активно розвинуто Д. М. Тетянко, Ю. А. Шиян, О. В. Земляним у співпраці з Dr. M. Danailov ‘Ellectra’ Synchrotron, Trieste, Italy та кафедрою ФОЕТ ХНУРЕ. Показано доцільність використання методу спектральної інтерферометрії та широкосмугового оптичного випромінювання над’яскравих світлодіодів у когерентній та низькокогерентній оптичній томографії. Оптичні прилади на основі спектральної інтерферометрії зручні для вимірювання мікро- і нано-відстаней і формування сіток стандартних частот для оптичних телекомунікаційних систем. Проведені дослідження дозволили також вирішити задачу вимірювання зрушень фази огинаючої модульованих оптичних сигналів. Було розроблено нові детектори потужності оптичного випромінювання на базі трап-детекторів, які дозволили підвищити точність вимірювань потужності оптичного випромінювання і поліпшити характеристики вимірювальних приладів, у тому числі і приладів на основі низько-когерентної спектральної інтерферометрії (К. О. Лукін, Д. М. Тетянко О. В. Земляний) L1[43-48]. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[10-11,23,27].

• Нові методи бездротового радіозв’язку для транспортних засобів

У розробці напрямку брали участь  К. О. Лукін, В. М. Коновалов, В. Є. Щербаков. Запропоновано принципово новий спосіб побудови систем зв’язку між незалежними транспортними засобами на автобанах, на який отримано два патенти США (К. О. Лукін, В. М. Коновалов, D. Breed – Detroit, USA) L1[49-50]. Ключова ідея методу полягає в тому, що в запропонованій системі зв’язку з просторово-кодовим розподілом каналів унікальний код для кожного автомобіля асоціюється не з самим автомобілем, а з його поточним становищем на автобані. Крім того, запропоновано нову концепцію побудови мультиплексної системи ближнього зв’язку між транспортними засобами (DSRC-VVDT-система). В рамках цієї концепції розроблено математичну модель системи, що враховує вимоги стандартів США і Європи (К. О. Лукін, В. Є. Щербаков) L1[51-53].

• Нові методи в квантовій теорії

К. О. Лукін запропонував новий метод опису руху квантово-механічних (КМ) часток у потенційних ямах. Метод заснований на представленні хвильової функції, яка описує стан КМ-частинки у вигляді суперпозиції послідовних відображень хвильового пакету, що розпливається, від стінок ями, яке дозволяє враховувати його самоінтерференцію за кінцеве число актів перевідбиттів. Метод узгоджується з традиційним квантовомеханічним підходом розв’язку подібних задач, заснованим на представленні розв’язку у вигляді розкладання по власним станам частинки в потенційній ямі. Запропоновано узагальнення методу на випадок нелінійних граничних умов. Спільно з науковцями ННЦ ХФТІ, проф. Ю.Л.Болотінbv та д.ф.-м.н. Черкаським було розглянуто модель складеного більярду, що містить два кільцевих більярда – хаотичний та регулярний, з’єднаних вузьким хвилеводом, яка придатна для вивчення фундаментальних властивостей як квантового, так і хвильового хаосу. К.О. Лукіним у співпраці з кафедрою ядерної фізики Одеського національного політехнічного університету розробив теорію руху КМ-частинки в дисипативно-флуктуаційному полі при наявності квантового потенціалу (вперше введеного Д. Бомом). Показано, що рівняння Шредінгера описує рух тих частинок, для яких існує точна компенсація збурення їхнього руху силою квантового потенціалу, що, зокрема, пояснює гамільтонівський характер сучасної квантової механіки. Для опису руху тих частинок, для яких така компенсація відсутня, слід використовувати більш складне рівняння, що містить стохастичну компоненту. У цьому випадку, отримане рівняння якісно збігається з відомим рівнянням теорії GWR (Ghirardi, Weber, Rimini), яке дозволяє описувати КМ-частинки за умови взаємодії мікро- та макро- світу (К. О. Лукін), L1[54-57]. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[1,20].

• Дослідження в області вакуумної електроніки НВЧ

Даний напрямок розвивався зусиллями К. О. Лукіна у співпраці з відділом  № 11 ІРЕ НАНУ та Національного Університету м.Сеул (Південна Корея). Було запропоновано вакуумні мікрохвильові інтегральні схеми (ВМІС) для застосування у вхідних блоках приймачів авіаційних систем зв’язку та радіолокації. Застосування ВМІС дозволить поліпшити стійкість приймачів до впливу іонізуючої радіації та потужного електромагнітного випромінювання L1[58].

Також була розвинена теорія багатомодових і багаточастотних автоколивань в генераторах дифракційного випромінювання (ГДВ) з відкритим резонатором (ВР) та досліджені стаціонарні та перехідні режими автоколивань в таких ГДВ. Отримані розв’язки, що описують стійкий режим двомодової двочастотної генерації при взаємодії електронного потоку з основною і вищої модами ВР ГДВ. Аналогічні дослідження було проведено і для клінотрона, де також виявлені режими автомодуляції, і вказано шляхи підвищення ефективності приладів цього типу L1[59-63]. Подальший розвиток досліджень в цьому напрямку зроблено у L2[2,4-6,14-15,22,25-26,41].

• Нові методи у сучасній релятивістській теорії.

Книга L2[43] присвячена застосуванню концепції дискретного простору-часу для подолання наслідків старих традиційних припущень просторово-часового континууму шляхом введення кінцевих різниць x, t, відстані та часу відповідно, а також обліку електричних та магнітних дипольних струмів фізичного вакууму в релятивістських теоріях.

Основним внеском книги в дискусію є наше припущення, що бозони, електрони та позитрони мають позитивну масу спокою +m₀ або негативну масу спокою -m₀. Якщо вони настільки близькі один до одного, що їх неможливо спостерігати окремо, ми отримуємо результат «нічого не спостережено», або скорочено «НІЧОГО». Якщо частинки віддаляються одна від одної (наприклад, в результаті взаємного відштовхування мас протилежного знаку) і можуть бути розрізнені спостерігачем, ми отримуємо результат «щось спостережено» або «ЩОСЬ». Тому чітка різниця між «НІЧОГО» та «ЩОСЬ» стає прихованою, якщо можуть існувати частинки з позитивною масою +m₀ або негативною масою -m₀, як того вимагає теорія. Тому створення частинок позитивної маси +m₀ і негативної маси -m₀ з нічого означає, що речовина з позитивною або негативною масою може бути створена з нічого.

Частинки або речовини з однаковим знаком маси притягуються одна до одної, а частинки з протилежним знаком відштовхуються. Це повинно призвести до складання галактик як з позитивною, так і з негативною масою.

 Іншим особливо важливим результатом книги є те, що вона може переконати молодих вчених у перевагах вивчення ефекту кінцевої різниці в релятивістських теоріях.

Ми чітко розуміємо, що подолання впливу нескінченно малих dx, dt на фізичні поняття може зайняти багато часу.

Розвиток досліджень в цьому напрямку буде продовжено у наступних проектах.

Необхідно відзначити, що всі досягнення відділу нелінійної динаміки електронних систем за останній час були б неможливі без теоретичних та експериментальних досліджень, виконаних у попередні роки. Ряд результатів також було отримано фахівцями відділу №17 ІРЕ НАНУ спільно з іншими організаціями в межах міжнародного співробітництва.

Розробки велися за такими напрямками (1989-2005 рр.)

• Вивчення нелінійних явищ в електронних і радіофізичних системах

Створено теорію автоколивань в резонансних автогенераторах з тривалою взаємодією електронів з синхронним полем, зокрема, в генераторах дифракційного випромінювання (ГДВ) L1[64], L2[2], яка стала основою інтерактивної системи комп’ютерного моделювання та розрахунку цих приладів. Ці результати розширили знання про властивості індукованого дифракційного та черенковського випромінювань і дозволили запатентувати новий спосіб посилення електромагнітних хвиль (К. О. Лукін, L1[120]). Розвинута самоузгоджена теорія автодинного ефекту в ГДВ (К. О. Лукін, А. Б. Лебедєв) L1[69]. Виявлення параметричної нестійкості ансамблю електронів дозволили запропонувати конструкцію електронно-вакуумного генератора на основі цієї нестійкості (К. О. Лукін) L1[64-70]. Була побудована нелінійна стаціонарна теорія відбивних ГДВ з М-кратною взаємодією електронного потоку з гаусовим полем відкритого резонатора (ВР) і досліджено механізм багаторазового енергообміну електронного потоку з полем ВР. Також було побудовано лінійну аналітичну теорію відбивних ГДВ з М-кратною взаємодією електронного потоку з гаусовим розподілом електричного поля (ВГДВ-М). Отримано аналітичні співвідношення для інкремента наростання амплітуди коливань, електронного зсуву частоти і пускового струму ВГДВ-М. Побудована теорія справедлива при будь-яких значеннях М, що особливо важливо при дослідження сценарію переходу від гармонійних коливань до динамічного хаосу. (К.О.Лукін, П. П. Максимов) L1[68, 71,72].

• Дослідження хаотичної динаміки електромагнітного поля та електронів в системах з нелінійно відбиваючими поверхнями і бар’єрами

Запропоновано формулювання і метод розв’язку початково-крайових задач електродинаміки нового типу, коли модовий підхід опису поля у ВР стає непридатним (К. О. Лукін), і виникає необхідність врахування часу запізнювання в каналі зворотного зв’язку. Вперше було використано нелінійні граничні умови для компонент електромагнітного поля (В. П. Шестопалов, К. О. Лукін, А. М. Шарковський) L1[73-75] і цей підхід було узагальнено для задач електроніки і застосовано на дослідження характеристик запропонованого напівпровідникового фотоелектронного помножувача (К. О. Лукін, X. A. Cerdeira, A. A. Colavita) L1[76]. Було запропоновано новий метод чисельного розв’язку початково-крайових задач для рівнянь дифузійно-дрейфовой моделі в pn-i-pn-структурах з різкою межею між p та n шарами, що допускає точний облік граничних умов для полів і потенціалів (К. О. Лукін, П. П. Максимов) L1[73-80].

• Дослідження динамічного хаосу в двовимірних закритих резонаторах

 з масивом нелінійних елементів на границі, що віддзеркалює, а також сильно-нелінійної автогенерації в ланцюжках діодів Ганна з можливим підсумовуванням потужності для створення компактних генераторів терагерцового діапазону (В. Б. Юрченко, Л. В. Юрченко) L1[81,82].

• Вивчення розповсюдження електромагнітних сигналів в непровідному середовищі

Запропоновано новий підхід до опису поширення нестаціонарних електромагнітних сигналів в нейтральному середовищі з дипольними струмами (сильно розріджений газ, утворений атомарним воднем). Було досліджено основні ефекти, пов’язані з поширенням фронту електромагнітного імпульсу, а також радіосигналів кінцевої тривалості на відстанях порядку розмірів Всесвіту і запропоновано використовувати отримані розрахунки для оцінки відстаней до пульсарів (К. О. Лукін, H. F. Harmuth) L1[83]. При цьому наявність загасання електронів атома, пов’язане з реакцією випромінювання, призводить до збільшення періоду осциляцій в такому середовищі та, відповідно, до додаткового вкладу в червоне зміщення.

• Розробка методів спектральної, кореляційної і фрактальної обробки хаотичних сигналів, у тому числі нестаціонарних

Було запропоновано і обгрунтовано нову двопараметричну модель випадкових нестаціонарних сигналів з кінцевою енергією, яка допускає їх представлення у вигляді інтегро-суматорного розкладання по системі функцій, яка є ортонормованим базисом гильбертова простору реалізацій випадкового сигналу над гільбертовим простором їх локальних вибірок (А. А. Могила). На основі отриманих результатів розвинені нові підходи до вирішення завдання аналізу відображених радіолокаційних сигналів, отримано новий алгоритм моделювання нестаціонарних радіолокаційних сигналів із заданими імовірнісними характеристиками, заснований на встановлені взаємозв’язку між кореляційними функціями одно- і двопараметричних уявлень (А. А. Могила, К. О. Лукін) L1[84-86].

Також було обґрунтовано алгоритм експериментальної оцінки функції невизначеності вузькосмугового, ергодичного, стаціонарного шумового сигналу з використанням імітатора рівномірної та прямолінійної точкової цілі, що рухається. Розроблено вимірювальний стенд і методику вимірювань. З їх допомогою проведено оцінку роздільної здатності та точності вимірювання дальності і радіальної швидкості при використанні сигналів розглянутого типу в якості зондувальних. (К. О. Лукін, А. А. Могила, Ю. О. Олександров, Т. К. Лукіна).

• Дослідження хаотичних автоколивань в генераторах на базі ЛОВ та розробка автогенераторів хаотичних коливань. Автодинний ефект

Було знайдено розв’язок, який забезпечив зменшення стартових струмів і достатню широкосмуговість коливальної системи в лампах зворотної хвилі типу “О” (ЛЗХО), що дозволило отримати рекордні значення смуги частот, що генеруються і потужності безперервної генерації шумових сигналів, що характеризуються суцільним спектром частот і швидким зменшенням кореляцій. На основі цих слаборезонансних ЛЗХО було вперше створено автогенератор хаотичних коливань і нелінійний підсилювач з кільцевим затриманим зворотним зв’язком. У ході досліджень автоколивальних режимів слаборезонансної ЛЗХО було виявлено автодинний ефект, який дозволив вимірювати не тільки відстань до відбивача, але і його швидкість. (К. О. Лукін, В. О. Ракитянський, В. В. Кулик, О. В. Земляний) L1[87-89].

• Широкосмугові кореляційні приймачі шумових сигналів

Було розроблено кілька широкосмугових цифро-аналогових кореляційних приймачів релейного типу з програмованою (яка регулюється) лінією затримки (ПЛЗ): на основі універсальних синхронних 8-розрядних регістрів, на основі оперативної пам’яті ЕОМ, цифро-аналогова ПЛЗ на основі мультиплексорів і «ноніусна» лінія затримки . У цих приймачах не застосовувалося дорогі АЦП, а в якості елементів ПЛЗ використовувалися мікросхеми швидкодіючої цифрової пам’яті з довільним або послідовним доступом. Було реалізовано ідею побудови ПЛЗ на несучій частоті зондувального сигналу в 8-мм діапазоні довжин хвиль на відрізках хвилеводного тракту з перемиканням її довжини за допомогою швидкодіючих комутаторів мм діапазону і на основі цього побудовано корелятор послідовної дії. Використовуючи різні типи цифрових інтегральних мікросхем, можна було проектувати різні ПЛЗ з характеристиками, які здатні задовольнити вимогам, що пред’являються до сучасних кореляційних приймачів різного призначення. Зокрема, вони використовувалися при розробці перших шумових радарів (К. О. Лукін, Ю. О. Олександров, В. Л. Вірченко, В. C. Коростильов, А. А. Могила) L1[90,91,94].

• Радіолокаційні системи на основі хаотичних сигналів

На 2003 р. у відділі №17 було розроблено ряд дослідницьких зразків радіолокаційних систем на основі застосування шумових зондувальних сигналів та їх когерентного прийому за допомогою методів кореляційної і спектральної обробки. Вони призначені для вирішення таких завдань, як запобігання зіткнень автомобільного транспорту, кругового або секторного огляду простору, дистанційного моніторингу природного середовища і великих інженерних споруд та ін. Перший дослідний зразок шумового радара було створено у 8-мм діапазоні довжин хвиль і він пройшов успішні випробування L1[92-99]. Це дозволило розробити шумовий радіолокатор безперервної дії 4-мм діапазону хвиль для систем запобігання зіткнень автомобільного транспорту (К. О. Лукін, А. А. Могила, Ю. О. Олександров, В. О. Ракитянський, В. В. Кулик) L1[90-93].

• Когерентно-імпульсний шумовий радар кругового огляду і шумові РСА

На 2005р. було розроблено перший когерентно-імпульсний шумовий радіолокатор кругового огляду 3-см діапазону довжин хвиль, призначений для виявлення, спостереження і вимірювання дальності, швидкості та азимуту об’єктів, що знаходяться в зоні огляду. Важлива особливість цього радара полягає в тому, що в ньому частково реалізований один з варіантів сучасної концепції радар-програми, яка полягає у заміні якомога більшого числа аналогових вузлів радара його комп’ютерними аналогами, які дозволяють формувати зондувальний сигнал, обробляти відбиті сигнали в комп’ютері і відображати результати на екрані монітора. З метою відпрацювання методів і апаратури шумових радарів з синтезуванням апертури (РСА), на основі радара 3-см діапазону довжин хвиль створено шумовий РСА, в якому фазовий центр приймально-передавальної антени рухається по дугоподібній траєкторії, що представляє особливий інтерес при розробці шумового РСА в зв’язку з простотою реалізації подібного руху (К. О. Лукін, В. П. Паламарчук, А. А. Могила, Ю. О. Олександров, П. Л Виплавін, М. К. Заєць, В. В. Кулик).

• Диференціальна РСА интерферометрия і шумові радари

Перший РСА з безперервним шумовим сигналом було розроблено у відділі № 17 для проведення спільних досліджень в Інституті космічних досліджень Європейської комісії (JRC EC-Ispra) м. Іспра, Італія в 1998р. L1[99]. Отримані результати експериментально підтвердили застосовність шумових сигналів для отримання когерентних зображень. Розроблений передавач мав ряд якостей, які дозволили використовувати шумовий РСА в диференціальній інтерферометрії. У відділі № 17 було розроблено шумовий інтерферометричний РСА 8-мм діапазону для дистанційного моніторингу стану саркофага Чорнобильської АЕС та інших інженерних споруд. У розробленій РСА використовувався когерентний приймально-передавальний тракт і рух фазового центру приймально-передавальної антени уздовж траєкторії, що стабільно повторюється. Для забезпечення швидкого переміщення фазового центру випромінювача наземної РСА було запропоновано і розроблено антени нового типу – антени, що сканують, з синтезуванням діаграми спрямованності (К. О. Лукін) L1[100-102].

•  Антени, що сканують, з синтезуванням діаграми спрямованості

Дослідження в даному напрямку було розпочато у відділі № 17 в 1999 р. в співдружності з відділом № 21 (група В. М. Скресанова) у зв’язку з розробкою радарів які дивляться вперед. Основна ідея цього підходу запропонована К. О. Лукіним і полягає в поєднанні застосування концепції синтезування апертури з реалізацією переміщення елементарної приймально-передавальної антени вздовж нерухомої реальної апертури. Спірально-щілинна антена синтезованої апертури (СЩАСА), що запропонована в L1[99,100] та розроблена в L1[103] являє собою одне з можливих технічних рішень, що реалізують цей принцип. Інший варіант реалізації нового принципу запропоновано в так званому хвилеводно-стрічковому сканері (Tape Scanner) L1[102]. У порівнянні зі спіральним сканером, дана антена має більшу широкосмуговість і не вимагає застосування обертового зчленування для прийому та(чи) випромінювання НВЧ поля. Надалі нами було запропоновано і 2D Tape Scanner, що дозволяє дещо розширити сектор огляду в азимутальній площині і забезпечити дискретне сканування проміння в кутомісцевій площині L1[104]. Одним з перспективних застосувань таких антен можуть бути радари огляду льотного поля сучасних аеропортів.

• Спектральна інтерферометрія стаціонарних випадкових сигналів

На 2000 р. у відділі №17 було проведено дослідження з узагальнення такого фундаментального поняття як когерентність на випадок інтерференції стаціонарних випадкових процесів в спектральної області (спектральної інтерферометрії L1[64,89]). Нами було запропоновано модифікацію методу подвійної спектральної обробки L1[96-98], яка заснована на вимірюванні частотних координат інтерференційних максимумів модуляції і дозволяє проводити абсолютні вимірювання відстаней з прецизійної точністю. Було розроблено вимірювач відстаней, що використовує шумові сигнали та метод спектральної інтерферометрії в 3-см діапазоні (К. О. Лукін, В. О. Ракитянський, В. В. Кулик, А. А. Могила) L1[96-98].

• Розробка електронно-оптичних систем (ЕОС) з поздовжньою компресією та їх застосування

Було розроблено теорію електронно-оптичних систем з поздовжньою компресією і виготовлено цілий ряд трьохелектродних гармат з вихідною потужністю від одиниць міліват до сотень кіловат в безперервному режимі роботи. Ці гармати дозволяли ефективно і незалежно управляти енергією і щільністю електронного потоку з дуже малими витратами потужності на управління (М. С. Зінченко, В. І. Афанас’єв). Було продовжено дослідження в області високопервеансной електронної оптики та її застосувань (В. І. Афанас’єв, К. О. Лукін).

• Синтез ЕОС, коректний розв’язок задачі синтезу щільних електронних пучків

Задача синтезу ЕОС розглядалася в загальному вигляді і точній постановці, без будь-яких наближень та обмежень на способи фокусування пучка. Чисельними методами було розв’язано крайову задачу Діріхле-Неймана замість математично некоректної задачі Коші для рівняння Пуассона. Було показано можливість синтезу, в певних межах, щільних ламінарних електронних (іонних) пучків з довільно заданою просторовою структурою при використанні сильних магнітних полів спеціальних конфігурацій (В. Б. Юрченко, Л. В. Юрченко) L1[105,106].

• Узагальнення теорії динаміки квантових частинок

Було знайдено нову форму рівнянь напівквантової динаміки, яка дозволяє застосувати цю теорію до вивчення руху електронів у квантових (мезоскопічних) надгратках з можливим переходом до динамічного хаосу в ВЧ електромагнітному полі (В. Б. Юрченко, Л. В. Юрченко) L1[107,108].

• Вимірювання анізотропії та поляризації реліктового випромінювання

Проведено дослідження в рамках Європейського космічного проекту «PLANCK» з розробки супутника-радіотелескопу далекого космічного простору, призначеного для детального вимірювання анізотропії та поляризації реліктового космічного випромінювання (в мм і суб-мм діапазонах електромагнітних хвиль). Запропоновано метод надшвидкого розрахунку електромагнітних променів у великих багатодзеркальних антенах в реалізації методу фізичної оптики на кожному дзеркалі, що особливо важливо для багатопроменевих широкосмугових систем зі значним рівнем аберацій і використанням багатомодових гофрованих рупорних антен (В. Б. Юрченко) L1[109-112].

• Розвиток методів отримання надкоротких оптичних і високочастотних електромагнітних імпульсів за допомогою техніки «лінзи часу»

Запропоновано спосіб зменшення спотворень при стисненні надкоротких оптичних імпульсів у системах типу «лінзи часу» за рахунок більш точного узгодження (на рівні членів третього порядку малості) ефектів частотної дисперсії та фазової модуляції (В. Б. Юрченко) L1[113].

• Розробка теорії температурно-електричної нестійкості в металах при гелієвих температурах

Вивчено виникнення багатозначних вольтамперних характеристик, нестійкості струму та явищ гістерезису в ефектах перемикання при температурно-електричній нестабільності в металах в геометрії диска Корбіно (В. Б. Юрченко) L1[114].

• Дослідження нелінійних електронних процесів у напівпровідниках

Проведено теоретичний аналіз ефекту нелінійної надемісії з напівпровідників в сильних високочастотних електромагнітних полях L1[115]. Розроблено метод підвищення ККД тонкошарових термоелементів з енергетично нерівноважними електронами та ін. (В. Б. Юрченко) L1[116-119].

Ці результати увійшли в річні та заключні звіти за держбюджетними НДР відомчої тематики:

1. «Цифрова і аналогова генерація та обробка хаотичних і псевдовипадкових сигналів для шумових і квантових радарних сенсорів та систем зв’язку, а також для багатоканальних систем формування когерентних зображень суб-терагерцового, оптичного і рентгенівського діапазонів» НДР «ГРИФОН» м.Харьків, 2012-2026гг., К.О.Лукін та ін.
2.  «Нові методи генерації хаотичних та випадкових сигналів  мікрохвильового, терагерцового  та оптичного діапазонів електромагнітних хвиль, методи та засоби їх випромінювання і прийому з метою застосування у шумових радарних системах формування радіозображень» Звіт за НДР «РУХ» м.Харьків, 2017-2021гг., К.О.Лукін та ін.
3.  «Хаотичні та псевдовипадкові сигнали мікрохвильового і міліметрового діапазонів довжин хвиль, засоби їх випромінювання і прийому для застосування у шумових радарах і системах формування радіозображень» Звіт за НДР «Крок» м.Харків, 2016, К.О.Лукін та ін.
4. «Методи генерації, випромінювання і прийому випадкових та хаотичних сигналів і їх застосування в радіолокації та зв’язку». Звіт за НДР «Версія», м.Харків, 2011, К.О.Лукін та ін.
5. «Методи генерації, випромінювання й обробки хаотичних сигналів та їх застосування в системах ближньої радіолокації і зв’язку». Звіт за НДР «Варіант”, м.Харків, 2006, К.О.Лукін та ін.
6.  «Електродинаміка відкритих структур, розробка джерел і радіосистем, в тому числі шумових, міліметрового і субміліметрового діапазонів довжин хвиль». Звіт за НДР «Старт», м.Харків, 2003, К.О.Лукін та ін.
7. «Динамічний хаос в радіофізичних та електронних системах з нелінійним перетворенням хвиль на границях та його використання Звіт за НДР «Контакт», м.Харків, 2000, К.О.Лукін та ін.
8. «Розробка нових методів хаотизації нелінійних електронних систем з метою вивчення можливості побудови широкосмугових генераторів стохастичних коливань та їх застосування в радіотехнічних системах». Звіт за НДР «Триплет», м.Харків, 1995, К.О.Лукін та ін.
9. «Теоретичні та експериментальні дослідження нелінійної динаміки електронних і електроннооптичних систем з метою створення ефективних електронних гармат і джерел електромагнітних коливань». Звіт за НДР «Квадро», м.Харків, 1992, К.О.Лукін та ін.
10. «Просторово-часовий хаос в розподілених радіофізичних та електронних системах». Звіт за НДР «Хаос- M», м.Харків, 1992, К.О.Лукін та ін.

Анотація виконання річного плану НДР

«Цифрова і аналогова генерація та обробка хаотичних і псевдовипадкових сигналів для шумових і квантових радарних сенсорів та систем зв’язку, а також для багатоканальних систем формування когерентних зображень суб-терагерцового, оптичного і рентгенівського діапазонів»

шифр «ГРИФОН»

1. Проведено тестування алгоритму генерації та цифро-аналогової обробки широкосмугових випадкових сигналів за допомогою розробленого програмного забезпечення , а також проведено оцінювання параметрів шумових та детермінованих сигналів, що генеровані. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня. (К.О.Лукін, Д.М.Татьянко, О.В.Земляний)
2. Розроблені моделі антенних решіток на основі антен Вівальді для багатоканальних систем формування РСА зображень. Зроблено порівняльний аналіз з параметрами реальних антен. Проаналізовано взаємний вплив елементів антенної решітки. Антенна решітка, що була розроблена, відповідає вимогам до характеристик в обраному діапазоні. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня. (К.О.Лукін, В.П.Паламарчук, А.О.Шелехов)
3. Розроблено нову математичну модель для аналізу процесів генерації хаотичних коливань у системі діодів Ганна з урахуванням затримок взаємного зв’язку в електронних системах на базі декількох неявних методів числового моделювання підвищеної точності та порядку, що призначені для отримання нестаціонарних рішень так званих «нежорстких» задач. Знайдено умови вирішення таких задач. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня і можуть знайти застосування для створення нових систем радіолокації. (Л.В. Юрченко).
4. Розроблені нові алгоритми в середовищах MathCad і MatLab для обробки та визначення параметрів сигналів з детермінованими випадковими послідовностями. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня. (В.М.Коновалов)
5. Запропоновано новий підхід та метод дослідження, розроблено математичні моделі і методики оцінки впливу допплерівського зсуву частоти на якість кореляційного стиснення шумових сигналів і квазіортогональних кодових послідовностей для технічної реалізації самоорганізуючої SMART системи передачі інформації і радіолокаційного моніторингу транспортних засобів. Запропоновані новий підхід, метод дослідження та концепція самоорганізуючої SMART системи не мають аналогів в Україні та світі. (К.О.Лукін, В.Є. Щербаков, Ю.А. Шиян)
6. Розроблено та протестовано демонстратор мікрохвильової відеокамери Ku-діапазону (довжина хвилі 2см), який є наземним РСА що має передавач та багатоканальний приймач, а також необхідні алгоритми для формування 2D РСА зображень у реальному часі з темпом оновлення 10мс, тобто для формування мікрохвильового відео високої роздільної здатності. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі (К.О.Лукін, В.П.Паламарчук, Д.М.Татьянко, О.В.Земляний, А.О.Шелехов)
7. Отримано узагальнення гідродинамічного опису Чорних Дір для дуальних мікроскопічних ступенів свободи. Результати дослідження важливі для інтерпретації сигналів гравітаційних та електромагнітних хвиль що випромінюються об’єктами такого типу. Отримані результати перевищують міжнародні стандарти високого рівня. (О.Ю.Нурмагамбетов).

Анотація виконання річного плану НДР

«Цифрова і аналогова генерація та обробка хаотичних і псевдовипадкових сигналів для шумових і квантових радарних сенсорів та систем зв’язку, а також для багатоканальних систем формування когерентних зображень суб-терагерцового, оптичного і рентгенівського діапазонів»

шифр «ГРИФОН»

1. Запропоновано адаптацію алгоритму генерації хаотичних сигналів на основі нелінійної динамічної системи із затриманим зворотним зв’язком з метою його імплементації у FPGA. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня. (О.В. Земляний).
2. Вивчено цифрову генерацію псевдовипадкових сигналів в FPGA. Розроблено і реалізовано генератор шумового (випадкового) сигналу у керованої смузі частот в діапазоні 12-16 ГГц методом модуляції генератора керованого напругою (ГКН) низькочастотним випадковим сигналом, що генерується цифровим способом в FPGA. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня. (К.О. Лукін, В.П. Паламарчук, О.В. Земляний).
3. Вдосконалено метод та розроблено сучасний алгоритм обробки радіолокаційних сигналів, для отримання 2D радіозображень у режимі реального часу, що дає змогу отримувати зображення радіолокаційних сцен в форматі мікрохвильового відео. Отримані результати перевищують сучасні міжнародні стандарти. (Лукін К.О., Татьянко Д.М.)
4. Запропоновано робочу модель для оцінки спектральної щільності флікер-шуму в малошумівних генераторах на інфранизьких частотах. Отриманий результат відповідає сучасним міжнародним стандартам. (В.М. Коновалов, К.О. Лукін).
5. Розроблено теоретичну модель процесів генерації широкосмугових коливань у системі діодів Ганна в умовах частотно-залежної затримки зворотного зв’язку. Знайдено умови для створення шумових сигналів збільшеної хаотичної складності. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня. (Л.В. Юрченко)
6. Вперше Мембранну Парадигму фізики чорних дір у формалізмі Паріка-Вільчека застосовано до рішень Керра для рівняння загальної теорії відносності. Узагальнено опис чорних дір в термінах дуальних мікроскопічних ступенів свободи, що впливає на інтерпретацію сигналів гравітаційних та електромагнітних хвиль у процесах злиття компактних релятивістських об’єктів у подвійних зіркових системах. Отриманий результат перевищує сучасні міжнародні стандарти. (О.Ю. Нурмагамбетов).

Анотація виконання заключного етапу НДР

 «Нові методи генерації хаотичних та випадкових сигналів  мікрохвильового, терагерцового  та оптичного діапазонів електромагнітних хвиль, методи та засоби їх випромінювання і прийому з метою застосування у шумових радарних системах формування радіозображень»

шифр «Рух»

Автори:

К.О. Лукін, О.Ю. Нурмагамбетов, О.В. Земляний, П.П. Максимов, Л.В. Юрченко, Д.М. Татьянко, Ю.А. Шиян, С.К. Лукін, А.О. Шелехов, С.С. Пономаренко, В.П. Паламарчук В.М. Коновалов, М.К. Заєць, П.Г. Сущенко, В.Є. Щербаков

1. Проведено ретельне порівняння концепції шумового радару (ШР)з концепцією квантового радару (КР) і запропоновано використати іншій термін: квантовий радарний сенсор (КРС).
2. Для реалізації КР потрібна надзвичайно низька температура (близько 7ºK), яка може бути досягнута лише в спеціальних рефрижераторах, що робить КР невиправдано дорогим. У той же час концепцію ШР набагато легше реалізувати в діапазонах мікрохвиль, міліметрових хвиль і субтерагерцових частот. Нещодавно застосування світлодіодів (LED) та методики спектральної інтерферометрії дозволило сконструювати шумовий рефлектометр навіть в інфрачервоному та оптичному діапазонах частот, що було нами експериментально доведено.
3. Встановлено, що QR-концепція має гарну перспективу в розробці КРС ультрафіолетового, рентгенівського та гамма-частотного діапазону електромагнітного випромінювання. Також запропоновано і розглянуто застосування концепції ступінчастої зміни частоти фотонів для отримання профілю дальності та забезпечення можливості роздільної здатності з дальності в КРС.
4. Експериментально доведено можливість вимірювання товщини тонких плівок методом спектральної інтерферометрії випадкових сигналів оптичного діапазону із застосуванням світлодіодних джерел оптичного випромінювання. Метод вимірювань має досить хорошу похибку відносне значення межі довірчого інтервалу вимірювань при довірчій ймовірності 0,95 становило 0,88%, при цьому абсолютне значення дорівнює 0,17 мкм.
5. Реалізовано вимірювання відстані методом спектральної інтерферометрії та гетеродинного перенесення спектра з оптичного діапазону в радіодіапазон. Показана можливість використання радіочастотних спектро-аналізаторів, роздільна здатність вимірювання спектра яких дозволяє отримувати рефлектограми довгих волоконно-оптичних ліній зв’язку. У цьому випадку проблема «мертвої зони» вирішується за рахунок застосування непереривного сигналу замість традиційного імпульсного режиму вимірювання. Був розроблений і експериментально досліджений прототип оптичного кореляційного рефлектометру.
6. Запропонована нова концепція побудови самоорганізуючої SMART системи передачі інформації і радіолокаційного моніторингу транспортних засобів на автобані на основі розробленого раніше авторами нового методу мультиплексної передачі кодових сигналів з розширеним спектром для реалізації множинного доступу з просторово-кодовим розділенням каналів. Запропоновано новий метод генерації унікальних бінарних псевдовипадкових послідовностей (БПВП) з квазіідеальною періодичною і інверсно-періодичною автокореляцією. Метод розроблений на базі модифікованого дискретного хаотичного відображення з двома параметрами запізнювання. Комп’ютерним моделюванням досліджена і вивчена структура БПВП, що згенеровані запропонованими алгоритмами, знайдені спектри періодів різних БПВП. Проведений аналіз показав, що БПВП мають кореляційні характеристики достатньо близькі до характеристик М-послідовностей.
7. Розроблено нову методику передачі інформації за допомогою широкосмугового хаотичного сигналу, що генерується нелінійною динамічною системою із затримкою в часі. Новий метод, запропонований вперше, відрізняється від відомих раніше тим, що використовується особливість хаотичних систем, яка полягає в можливості формування періодичної структури в спектрі сигналу безпосередньо в процесі його генерації. У некогерентному приймачі, який не потребує хаотичної синхронізації з передавачем, реалізовано алгоритм декодування інформаційного повідомлення, близький до оптимального, що дозволяє досягти завадостійкості та високої точності відновлення даних. Показано, що коректне відновлення переданого бінарного повідомлення можливе на рівні адитивної широкосмугової гауссової завади в каналі зв’язку, яка значно перевищує рівень корисного хаотичного сигналу. Працездатність системи передачі інформації на основі спектральної маніпуляції хаотичного сигналу з використанням запропонованого алгоритму продемонстровано експериментально, що підтвердило теоретичні та модельні висновки. Обробка сигналу в передавачі та приймачі виконується в дискретній часовій області, що робить запропоновану методику готовою до реалізації в ЦСР (DSP) та ПЛІС (FPGA).
8. Запропоновано та досліджено новий механізм генерації космічних променів ультра-високої енергії з активних галактичних ядер. Доведено, що врахування ефектів квантової гравітації призводить до виникнення транс-Планківського стрибка щільності енергії та щільність імпульсу полів матерії. Крім того, отримана щільність імпульсу відображає структури, що вказують на дископодібну конфігурацію поблизу екватора і відтік колімований речовини від полюсів. Біполярний відтік/дископодібна структура має бути істотною частиною механізму, що лежить в основі струменів/аккреційних дисків активних ядер галактик.
9. Вивчено особливості тунельної динаміки в точно розв’язуваній моделі N=4 суперсиметричної квантової механіки з багато-ямним потенціалом та з порушеною відбивною симетрією. На прикладі дослідження явищ часткової локалізації та когерентного тунельного руйнування наведено основні переваги використання ізоспектральних точно розв’язуваних гамільтоніанів у дослідженні квантово-механічних систем з дво- та три-ямковими потенціалами.
10. Теоретично досліджено режим збудження гібридних об’ємно-поверхневих хвиль у клінотроні зі стрічковим електронним пучком та двоперіодичною гребінкою. Показано, що перевагою гібридного режиму є підвищення як зворотного зв’язку, так і ефективності випромінювання за рахунок об’ємної хвилі. Результати моделювання продемонстрували вихідну потужність у десятки Ватт у діапазоні частот від 0,5 до 0,7 ТГц, що забезпечується пучком 0,2 А, та напругою 17 кВ. Ефективність взаємодії складає близько 1%. Продемонстровано діапазон налаштування частоти близько 5% шляхом зміни прискорювальної напруги.

Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі.

Анотація виконання річного плану НДР

 «Нові методи генерації хаотичних та випадкових сигналів  мікрохвильового, терагерцового  та оптичного діапазонів електромагнітних хвиль, методи та засоби їх випромінювання і прийому з метою застосування у шумових радарних системах формування радіозображень»

шифр «Рух»

1. Показана плавна еволюція концепції Квантових Радарів (КР) до концепції Шумових Радарів (ШР). Запропоновано новий тип КР – КР зі східчастою зміною енергії (частоти) фотонів, що забезпечує отримання профілю дальності і просторову роздільну здатність двох близьких об’єктів. Запропоновано КР з цифровою генерацією квантово-корельованих сигналів. Обґрунтовано доцільність побудови КР-сенсорів у високочастотних діапазонах електромагнітного спектру: оптичному, ультрафіолетовому, рентгенівському і т.д. Отриманий результат перевищує міжнародні стандарти високого рівня. (К.О.Лукін).
2. Створено математичну модель для числового розрахунку у часовому просторі процесів генерації ультра широкосмугових коливань у системі діодів Ганна, що поєднує декілька різних діапазонів частот. Розглянуто варіанти пристроїв, що забезпечують збільшення вихідної напруги або вихідного струму в умовах нелінійного змішування коливань окремих діодів. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня і можуть знайти застосування для генерації шумових сигналів з покращеними спектральними характеристиками у над широкому діапазоні частот. (Л.В.Юрченко).
3. Розвинено метод спектральної інтерферометрії із застосуванням модуляції шумовим сигналом випромінювання широкосмугового оптичного джерела для вимірювання довжин оптичних волокон шумовими рефлектометрами на оптоволоконних лініях передач; на основі цього методу розроблено схему, побудовано та досліджено макет волоконно-оптичного рефлектометра для вимірювання довжини та відстаней до неоднорідностей оптичного волокна. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня і дозволяють з інтерферометричною точністю визначати товщину багатошарових оптично-прозорих плівкових структур. (К.О.Лукін, Д.М.Татьянко).
4. Розвинено метод цифрової обробки сигналів в оптичних шумових рефлектометрах, що полягає в застосуванні спектрального аналізу шумових сигналів та побудові на основі цього аналізу алгоритмів отримання рефлектограм оптичного волокна. Отримані результати відповідають міжнародним стандартам високого рівня і дозволяють отримати двомірні зображення області, що досліджується. (К.О.Лукін, Д.М.Татьянко, О. В. Земляний, С. К. Лукін).

Анотація виконання річного плану НДР

 «Нові методи генерації хаотичних та випадкових сигналів  мікрохвильового, терагерцового  та оптичного діапазонів електромагнітних хвиль, методи та засоби їх випромінювання і прийому з метою застосування у шумових радарних системах формування радіозображень»

шифр «Рух»

1. Розроблена установка на базі детектора Medipix для формування 2D та 3D рентгенівських зображень. Отримані експериментальні дані для формування 2D зображень и вимірювання надмалих відстаней методом спектральної інтерферометрії в рентгенівському діапазоні спектру. (Спільно з Багато-дисциплінарної лабораторією Міжнародного Центра Теоретичної Фізики (MLab, ICTP) (м.Тріест, Італія). Перевищує міжнародні стандарти високого рівня. (С.К. Лукін, К.О. Лукін, Д.М. Татьянко).
2. Запропоновано метод передачі інформації з використанням хаотичних сигналів для організації безпечного каналу зв’язку, яка заснована на новому методі спектральної маніпуляції хаотичного сигналу. Отримано результати числового моделювання, створені експериментальні макети з застосуванням мікросхем цифрового синтезатора частот AD9910 і програмованої логічної матриці (FPGA) 7Z007S. Отриманий результат відповідає міжнародним стандартам високого рівня. (К. О. Лукін, О. В. Земляний, Д. М. Татьянко).
3. Досліджено комплексну вольт-амперну характеристику (ВАХ) лавинно-генераторних діодів (ЛГД), що описує динаміку зворотного струму в p- та n- областях p-n–переходу від величини постійної напруги зворотного зміщення на діоді. Розроблено математичну модель для моделювання режимів посилення, режиму та гасіння двох синхронних коливань, а також вивчені умови їх реалізації в ЛГД. Отриманий результат перевищує міжнародні стандарти високого рівня. (К.О. Лукін, П.П. Максимов).
4. Запропоновано новий тип схеми із резонансно-тунельним (РТД) та лазерним діодом (ЛД) для видимого оптичного зв’язку. Схема може перетворювати імпульси модуляції без несучої в НВЧ, що випромінюються синхронно з оптичними імпульсами, які також набувають НВЧ модуляцію. Знайдені умови реалізації цих ефектів з урахуванням затримки зворотного зв’язку між РТД та ЛД. Схема РТД-ЛД з резонаторною антеною може бути використана для синхронної генерації НВЧ та НВЧ-модульованих оптичних імпульсів. Перевищує міжнародні стандарти високого рівня. (Л.В. Юрченко).
5. Запропоновано концепцію, модель та аналітичні вирази для розрахунків спектральної щільності потужності флікер-шумів мало-шумливих генераторів в довільному діапазоні частот, включаючи і області ультра низьких частот. Це надає розробникам спеціальної апаратури інструмент для оцінки шумових характеристик мало-шумливих генераторів в будь-якому діапазоні частот. Отриманий результат відповідає міжнародним стандартам високого рівня. (В.М. Коновалов, К.О. Лукін).

Анотація виконання річного плану НДР

 «Нові методи генерації хаотичних та випадкових сигналів мікрохвильового, терагерцового  та оптичного діапазонів електромагнітних хвиль, методи та засоби їх випромінювання і прийому з метою застосування у шумових радарних системах формування радіозображень»

шифр «Рух»

1. Теоретично досліджено можливість формування шумового сигналу в робочому діапазоні частот радіолокатора за допомогою гетеродинірованія з використанням вузькосмугового шумового сигналу в якості сигналу гетеродина. Розширення смуги сигналу гетеродина призводить до зникнення піку в спектрі сформованого сигналу і зменшення рівня бічних пелюсток його АКФ. Проведений експеримент з перенесення шумового сигналу вверх по частоті без фільтрації нижньої бічної смуги і частот вузькосмугового сигналу гетеродина підтвердив результати моделювання. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К. Лукін, О. Земляний)
2. Створено програмно-апаратний інструментарій для оцінки профілю дальності при використанні методу ступеневої зміни затримки в шумовому радарі та отримано експериментальні оцінки профілю дальності з його допомогою. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О. Лукін, О.В. Земляний, В.П. Паламарчук, С.К. Лукин).
3. Створено і проведено дослідження алгоритму генерації широкосмугового хаотичного сигналу з гребінчастим спектром, ядром якого є процес ітерірованія функціонально-різницевого рівняння, який реалізовано в реальному масштабі часу. Проведено експерименти по прихованій передачі інформації методом спектральної маніпуляції. Отримано результати що свідчать про можливість застосування методу спектральної маніпуляції оптоволоконних лініях зв’язку. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О. Лукін, О.В. Земляний).
4. Виконано самоузгоджене моделювання у часовому просторі активних систем з діодами Ганна, з’єднаних секціями мікросмугової лінії передачі та досліджено самозбудження діодів Ганна, і умови для виникнення того чи іншого типу коливань. Результати підкреслюють важливість використання належного алгоритму зсуву при розробці високочастотних генераторів з ефектами запізнювання, які можуть привести до виникнення різних мод коливань. Запропонований нами альтернативний метод, що не має світових аналогів, дозволяє провести оптимальне за часом і витратами самоузгоджене комп’ютерне моделювання в різноманітних системах з паралельним та послідовним з’єднанням активних СВЧ елементів для розробки генераторів шуму. (Л. В. Юрченко).
5. В рамках концепції Software Defined Radar були реалізовані і досліджені нові схеми багатоканальних кореляторів на базі програмованої логічної інтегральної схеми FPGA Xilinx Virtex 6 з використанням плати X6-1000M від Innovative Integration Inc. Розроблено та впроваджено макет апаратно-програмного пристрою на базі релейного корелятора, який не застосовує функцію перемноження, що дозволяє значно зекономити ресурси FPGA-чипа та прискорює процес кореляційної обробки сигналів. Отриманий результат не має аналогів у світі. (К.О. Лукін, Д.М. Татьянко).
6. Виконано дослідження сценарію перемежаємості регулярних і хаотичних коливань в лавинно-генераторних діодах на основі зворотно зміщених різких Si p–n–переходів при дискретній зміні напруги зворотного зміщення. Отриманий результат не має світових аналогів та є перспективним для створення генераторів широкосмугових і надширокосмугових хаотичних сигналів мікрохвильового діапазону для використання їх в якості носіїв інформації в системах зв’язку, шумовий радіолокації. (К.О. Лукін, П.П. Максимов).

Анотація виконання річного плану НДР

 «Нові методи генерації хаотичних та випадкових сигналів  мікрохвильового, терагерцового  та оптичного діапазонів електромагнітних хвиль, методи та засоби їх випромінювання і прийому з метою застосування у шумових радарних системах формування радіозображень»

шифр «Рух»

1. Розвинута теорія генерації коливань міліметрового та терагерцового діапазонів у резонаторах зі зв’язаними модами та вивчені фундаментальні закономірності генерації потужних коливань у ГДВ з такими системами. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О. Лукин.)
2. За допомогою теоретичних методів показано, що лавинно-генераторні діоди ЛГД під дією зовнішнього сигналу генерує періодичні, квазіперіодичні і хаотичні коливання терагерцового діапазону у залежності від амплітуди та частоти зовнішнього сигналу. Цей підхід може бути використаний для розробки генераторів терагерцового діапазону. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О. Лукин, П. П. Максимов).
3. Розроблені нові алгоритми для формування двовимірних і тривимірних (томографічних) РСА зображень, та вперше отримано томографічні зображення з використанням наземного шумового РСА 4-мм діапазону довжин хвиль. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О. Лукин, В.П. Паламарчук, А.А. Шелехов.)
4. Розроблено комп’ютерну модель генератора хаосу, що представляє собою нелінійну динамічну систему з затриманим зворотним зв’язком та нелінійним елементом із змінним параметром. Створено експериментальний макет широкосмугового генератора хаотичних коливань на основі мікропроцесорного пристрою та проведена оцінка спектральних характеристик його вихідного сигналу. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О.Лукін, О.В. Земляний)
5. Проаналізовано спектр сумарного випромінювання на виході волоконно-оптичного інтерферометра Фабрі-Перо який формується за рахунок відбиттів широкосмугового випромінювання світлодіодних джерел від багатошарових структур (тонких плівок). Розроблено та протестовано програмне забезпечення для обробки і візуалізації результатів експерименту по вимірюванню товщини оптично прозорих шарових структур методом спектральної інтерферометрії. Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О. Лукін, О.В. Земляний, Д.М. Татьянко).
6. Розроблено спосіб вимірювання відстані в оптичному волокні шляхом кореляційної обробки сигналу. Розроблено та експериментально досліджено оптичний рефлектометр на основі кореляції. Отримані експериментальні дані показують можливість вимірювання довжини оптичного волокна і відстані до неоднорідностей в ньому. Даний рефлектометр також не має «мертвої зони» і може використовуватися для метрологічного забезпечення волоконно-оптичних ліній зв’язку (ВОЛЗ). Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі. (К.О. Лукін, Д.М. Татьянко).
7. Для розробки нових видів генераторів із самозбудженням складних імпульсних і хаотичних форм створюваних сигналів за рахунок багаторазових перевідбиттів і нелінійного зсуву хвиль з множинними затримками різної тривалості проведено (в співпраці з науковцями Національного Університету Ірландії (NUI Maynuth, Ireland)) вивчення ВЧ властивостей та вимірювання комплексної діелектричної постійної і частотної дисперсії нових перспективних мало-поглинаючих і високо-контрастних діелектричних матеріалів (фторідних стекол) в якості діелектричних елементів відбиття хвиль і затримки зв’язку для генераторів імпульсних і хаотичних сигналів, в Ка і W діапазонах хвиль (в частотному діапазоні до 100 Ггц). Отримані результати не мають аналогів в Україні та світі (Л.В. Юрченко)