LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Фізичне моделювання електромагнітного розсіювання в квазіоптичних спрямовуючих структурах

розсіювання хвилеводних мод на об'єктах, локалізованих усередині квазіоптичних структур класу ПДХ, і процесів розсіювання плоских хвиль у вільному просторі, виявлено зв'язки й отримано аналітичні співвідношення між комплексними коефіцієнтами розсіювання (перетворення) мод на об'єкті у ПДХ і характеристиками прямого і зворотного розсіювання об'єкта у полі плоскої хвилі.

3. Запропоновано, науково обґрунтовано і розвинено новий метод масштабного фізичного моделювання процесів електромагнітного розсіювання у БММ і СММ діапазонах хвиль – метод КХМ, що ґрунтується на унікальних електродинамічних властивостях спрямовуючих структур класу ПДХ з імпедансними межами.

4. Всебічно досліджено електродинамічні властивості ПДХ як засобу формування поля при моделюванні характеристик розсіювання об'єктів методом КХМ, визначено критерії якості поля у робочому об'ємі й отримано основні розрахункові співвідношення для параметрів хвилеводу, необхідних для реалізації даного методу; показано, що у методі КХМ аксіальний розмір робочого об'єму значно перевершує аналогічний розмір при вимірюванні у вільному просторі, що уперше відкриває можливість моделювання в лабораторних умовах характеристик надто протяжних об'єктів.

5. Створено математичну модель, що описує процес вимірювального перетворення в методі КХМ, та отримано основні аналітичні співвідношення для розрахунку параметрів і оцінки метрологічних характеристик відповідних радіовимірювальних засобів.

6. Розроблено принципи побудови нового класу радіовимірювальних систем для наукових та прикладних досліджень - квазіоптичних хвилеводних мікро-компактних полігонів (МКП), що реалізують розроблений метод фізичного моделювання, і вироблено відповідні практичні рекомендації.

7. Теоретично передбачено і за допомогою створених макетів МКП експериментально підтверджена можливість вивчення енергетичних, амплітудно-фазових та поляризаційних характеристик розсіювання фізичних об'єктів або їхніх масштабних моделей методом КХМ у БММ і СММ діапазонах хвиль.

8. Визначено перспективи розвитку розроблених квазіоптичних методів і засобів електродинамічного моделювання, розроблено методи і засоби розширення їхніх функціональних можливостей, у тому числі:

  • запропоновано і досліджено новий модифікований поляризаційно-частотний гомодинний метод, що дозволяє вимірювати одночасно усі комплексні коефіцієнти матриці розсіювання об'єкта, що відбиває, і відкриваючий тим самим можливість моделювання динамічних поляризаційних характеристик розсіювання;

  • розроблено метод розрахунку і принцип побудови квазіоптичних оптимальних хвилеводних переходів, що дозволило істотно розширити клас фізичних об'єктів, досліджуваних методом КХМ.


Сукупність перерахованих вище результатів складає основу нового рішення важливої наукової проблеми радіофізики – фізичного моделювання процесів електромагнітного розсіювання в ближньому міліметровому і субміліметровому діапазонах хвиль.

Практичне значення одержаних результатів. Результати чисельного аналізу й експериментального моделювання процесів електромагнітного розсіювання у КО хвилеводах класу ПДХ дозволили дати практичні рекомендації по реалізації методу КХМ. Теорія і розроблена математична модель методу, а також результати експериментальних досліджень стали основою для побудови нового класу радіовимірювальних систем для наукових та прикладних досліджень – квазіоптичних хвилеводних мікро-компактних полігонів. Останні знайшли практичне застосування у радіофізиці та радіотехніці для експериментального вивчення розсіюючих властивостей різних, зокрема радіолокаційних, об'єктів шляхом масштабного моделювання в БММ і СММ діапазонах хвиль.

Результати досліджень автора за даною темою знайшли застосування:

  • при вивченні фізичних процесів взаємодії БММ і СММ хвиль з електродинамічними структурами, матеріалами і середовищами, а також при розробці КО радіовимірювальних приладів і компонентів систем загального і спеціального застосування на основі різних видів ПДХ, зокрема систем для фізичного електродинамічного моделювання процесів розсіювання в зазначених діапазонах хвиль (ІРЕ ім. О.Я. Усикова НАН України , м. Харків);

  • для дослідження характеристик великих радіолокаційних об'єктів що проектуються, та їхніх конструктивних елементів методом масштабного моделювання на БММ і СММ хвилях (ЦНДІ ім. А.Н. Крилова, м. Санкт-Петербург);

  • для дослідження і контролю КО компонентів систем радіоінтерферометрів, інтерферометрів-поляриметрів і радіометрів, що використовувались для діагностики плазми на експериментальних установках керованого термоядерного синтезу серії "Токамак" і "Ураган" (Інститут атомної енергії ім. І.В. Курчатова, м. Москва та Харківський фізико-технічний інститут);

  • для моделювання елементів антенних систем космічного зв'язку (НДІ Космічного приладобудування, м. Москва);

  • при створенні і впровадженні комплексу КО радіовимірювальної апаратури і приладів широкого застосування СММ діапазону хвиль на основі порожнистого діелектричного променеводу (ЦНДІВА, м. Саратов);

  • для виміру і контролю параметрів твердотільних джерел БММ і СММ хвиль (НДІ "Оріон", м. Київ);

Особистий внесок здобувача. У дисертаційній роботі узагальнені матеріали досліджень, що є результатом багаторічної самостійної роботи автора. У дисертацію ввійшли також результати, отримані в співавторстві при особистій участі здобувача. Зі спільних публікацій використано тільки ті матеріали, у яких автором зроблений значний внесок, тобто: постановка задачі та мети дослідження, обговорення теоретичних і експериментальних методів вирішення проблеми, розробка вимірювальних методик, фізична інтерпретація й узагальнення результатів. Автор був ініціатором більшості спільних робіт. Фізичні ідеї, методи досліджень, наукові висновки і положення, що виносяться на захист, належать автору особисто.

Апробація результатівдисертації проводилася на більш ніж 30 національних і міжнародних семінарах, конференціях і симпозіумах, у тому числі:

  • 1-му Україн. сімпоз. “Фізика і техніка мм і субмм радіохвиль” (Харків, 1991),

  • 2-nd Int. Conf. on Millimeter-Wave and Far-Infrared Technology (Beijin, China, 1992),

  • 2-й, 3-й і 4-й Кримських конф. “СВЧ-техника и спутн. прием” (Севастополь, 1992, 1993, 1994),

  • 18th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (Colchester, UK, 1993),

  • Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves and Applications (San Diego, USA, 1994),

  • 19th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (Sendai, Japan, 1994),

  • Міжнар. науково-технічній конф. “Сучасна радіолокація” (Київ, 1994),

  • Asia-Pacific Microwave Conf. APMC'95 (Taejon, Korea, 1995),

  • 20th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (Lake Buena Vista, USA, 1995),

  • 22nd Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (Wintergreen, Virginia, USA, 1997),

  • 7-й, 8-й, 9-й і 11-й Міжнар. Кримських конф. “СВЧ