Анотація до роботи:

Фесенко В.І. Розсіяння електромагнітних хвиль на шаруватих анізотропних об’єктах в вільному просторі та в хвилеводах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 – радіофізика. – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, м. Харків, 2005.

Дисертацію присвячено теоретичному дослідженню електродинамічних властивостей анізотропних та неоднорідних середовищ, вивченню закономірностей поширення електромагнітних хвиль в анізотропних структурах. Отримано розв’язок задачі дифракції плоскої електромагнітної хвилі на однорідному та одномірно-неоднорідному довільно анізотропному феритовому шарі, розміщеному як в вільному просторі, так і на ізотропній, проникній для поля підкладці. Розв’язано тривимірну задачу дифракції власної хвилі на кінці прямокутного хвилеводу з фланцем, відкритого до плоскошаруватого діелектричного середовища з втратами. Отримано чисельно-аналітичний розв’язок тривимірної векторної задачі з визначення електричного поля в прямокутному хвилеводі із неоднорідною довільно анізотропною вставкою та запропоновано метод для розрахунку матриці розсіяння для такої структури.

В дисертаційній роботі проведено удосконалення ряду відомих методів, що дозволило застосувати їх до нових фізико-математичних задач взаємодії електромагнітного поля з анізотропними та шаруватими середовищами.

Результати проведених досліджень заключаються в наступному:

1. Для неоднорідного анізотропного феритового шару розвинуто методику зведення задачі дифракції плоскої електромагнітної хвилі до еквівалентної крайової задачі для двох скалярних потенціалів. На її основі розв’язано векторну задачу розсіяння електромагнітної хвилі на неоднорідному по товщині анізотропному феритовому шарі та розроблено чисельний алгоритм на базі методу скінченних-різниць для розрахунку коефіцієнтів відбиття та проходження плоскої хвилі. Виявлені закономірності перетворення поляризації хвилі що пройшла та відбитої хвилі, зумовлені анізотропією шару. Вказано на можливість зміни характеристик розсіяного поля за рахунок вибору профілю неоднорідності та геометричної структури матеріальних тензорів середовища.

2. Розв’язано задачу про відбиття власної хвилі від кінця прямокутного хвилеводу з фланцем відкритого до кусочно-однорідного плоскошаруватого середовища з втратами. На базі запропонованої моделі розроблено та реалізовано чисельний алгоритм. Отримано наближений аналітичний вираз для коефіцієнтів відбиття основної моди прямокутного хвилеводу. Виявлені закономірності розсіяння електромагнітних хвиль можуть бути використані в дефектоскопії та товщинометрії.

3. Побудовано фізико-математичну модель, яка описує збудження та поширення електромагнітних хвиль в анізотропному хвилеводі чи резонаторі в тривимірному випадку. На основі методу скінченних-різниць розроблено теоретичний підхід до дискретизації рівнянь Максвела в довільному середовищі в присутності обмежуючих стінок хвилеводу чи резонатору. Запропоновано алгоритм розрахунку коефіцієнтів матриці розсіяння довільних тривимірних хвилеводних включень. Досліджено вплив анізотропії на розподіл електричного поля всередині прямокутного хвилеводу, а також її вплив на поширення електромагнітних хвиль в такій електродинамічній структурі.

ОСНОВНІ НАУКОВІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ

1. Малец Е.Б., Фесенко В.И., Шульга С.Н. Дифракция собственной волны прямоугольного волновода с фланцем на границе с кусочно-однородной плоскослоистой средой // Радиофизика и радиоастрономия. – 1999. – Т. 4, № 2. – С. 111 – 116.

2. Малец Е.Б., Фесенко В.И., Шульга С.Н. Отражение собственной волны от конца прямоугольного волновода с фланцем, открытого в плоскослоистую среду // Радиотехника и электроника. – 2000. – Т. 45, № 5, – С. 523 – 531.

3. Багацкая О.В., Фесенко В.И., Шульга С.Н. Обобщение метода теоремы Грина для решения задачи рассеяния электромагнитных волн на включении в прямоугольном сочленении волноводов // Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна. Радіофізика та електроніка. – 2002. – № 570. – С. 255 – 259.

4. Шульга С.Н., Фесенко В.И. Структура полей в поперечном сечении магнитодиэлектрической неоднородной анизотропной вставки прямоугольного волновода // Известия вузов. Радиофизика. – 2002. – T. 45, № 12. – C. 1049 – 1057.

5. Багацкая О.В., Фесенко В.И., Шульга С.Н. Силовые линии электрического поля в прямоугольном волноводе с неоднородной анизотропной вставкой // Радиофизика и радиоастрономия. – 2003. – Т. 8, № 4. – С. 437 – 446.

Результати дисертації додатково висвітлені в таких працях:

6. Fesenko V.I., Shulga S.N. Power lines of the electric field in the cross section of inhomogeneous arbitrary anisotropic insertion of the rectangular waveguide // 5 Int. Kharkov Symposium on Physics and Engineering of Microwaves Millimeter, and Submillimeter Waves (MSMW 2004). – Kharkov (Ukraine). – 2004. – P. 725 – 727.

   Fesenko V.I., Shulga S.N The method for S–matrix calculation of arbitrary three-dimensional waveguide’s insertions // 10^th International Conference Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (MMET’2004) – Dnepropetrovsk (Ukraine). – 2004. – P. 115 – 117.

   Фесенко В.І. Розрахунок коефіцієнтів відбиття та пропускання для неоднорідної анізотропної діелектричної пластини за допомогою методу кінцевих різниць // V Всеукраїнська наукова конференція «Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики». – Київ (Україна) – 2000. – С. 184.