Анотація до роботи:

Панін С.Б. Дифракція електромагнітних хвиль на стрічкових гратках із кіральним середовищем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03-радіофізика. Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, Харків, 2003.

Одержано точний розв’язок векторної задачі дифракції похило падаючої еліптично поляризованої хвилі на гратках, які лежать на шаруватому середовищі із магнітодіелектричних та кіральних шарів, яке може бути екранованим. Шарувате середовище може мати втрати. Використання процедури аналітичної регуляризації дозволяє проводити надійне та ефективне обчислювальне дослідження в резонансній області. Показано можливість повного перетворення падаючої лінійно поляризованої хвилі в дзеркально відбиту хвилю з крос поляризацією або крос поляризовану хвилю, яка пройшла, як при нормальному, так і при похилому падінні. Знайдено режим значного автоколімаційного відбиття та ефект квазіповного недзеркального відбиття із високим коефіцієнтом телескопічності, при яких падаюча лінійно поляризована хвиля практично цілком перетворюється у відбиту першу гармоніку з крос поляризацією.

У дисертації теоретично досліджено дифракцію монохроматичних електромагнітних хвиль на періодичних стрічкових ґратках із кіральним середовищем. Основними результатами роботи є:

1. Розв’язана векторна задача дифракції еліптично поляризованої хвилі на структурі, що містить стрічкові ґратки та плоскошарувате середовище, яке складається з однорідних ізотропних магнітодіелектричних та кіральних шарів, що можуть мати втрати. Ця структура дозволяє визначити ключові особливості дифракції, зумовлені поєднанням шаруватого середовища, яке містить кіральні шари, з періодичними системами різного типу. Розроблена математична модель дифракції ґрунтується на процедурі аналітичної регуляризації, яка використовує метод задачі Рімана-Гільберта, що дозволяє проводити коректне та ефективне дослідження всіх характеристик дифрагованого поля у резонансній області, що не доступно для прямих методів розв’язання.

2. Дослідження показали, що дифракція має особливості, які викликані в першу чергу круговою поляризацією власних хвиль кірального середовища. Так, поводження дифракції залежить від напрямку еліптичної поляризації падаючого поля. При цьому дифракція з урахуванням втрат у кіральному середовищі має специфічні особливості, пов'язані з різним згасанням хвиль лівої та правої кругової поляризацій в кіральному середовищі. Встановлено, що навіть при нормальному падінні лінійно поляризованої хвилі відбите поле буде містити гармоніки крос поляризації. Показано, що особливості дифракції у значній мірі визначаються також процесами перерозподілу енергії в режимі існування в областях різної кількості гармонік поля, які поширюються, та резонансними явищами.

3. Визначено можливість повного перетворення падаючої лінійно поляризованої хвилі в хвилю крос поляризації, яка пройшла, а також значного перетворення поляризації відбитого поля на напівпрозорій структурі.

4. З’ясовано, що повне перетворення похило падаючої лінійно поляризованої хвилі в дзеркально відбиту хвилю з крос поляризацією можна одержати на відбивній структурі. Знайдено режим значного автоколімаційного відбиття та ефект квазіповного недзеркального відбиття з високим коефіцієнтом телескопічності, які супроводжуються перетворенням поляризації. Ці явища пов'язані з резонансами в шарах структури просторових гармонік.

Високо технологічні у виготовленні розглянуті структури, в залежності від обраного режиму роботи, можуть виконувати функції різних компонентів НВЧ пристроїв.

Публікації автора:

1. Панин С.Б., Поединчук А.Е. Метод решения векторных задач дифракции электромагнитной волны на одномерной периодической решётке с киральной средой // Доклады Национальной академии наук Украины. –2000. -№ 3. –С. 85-89.

2. Панин С.Б., Поединчук А.Е. Дифракция электромагнитной волны на решётке со слоем киральной среды // Изв. вузов. Радиофизика. -2002. -Т. 45, № 8.-С. 690-701.

3. Панин С.Б., Поединчук А.Е. Преобразование поляризации на решётке с киральным слоем //Радиофизика и радиоастрономия.-2002.–Т.7,№3.–С.296-304.

4. Панин С.Б., Поединчук А.Е. Поляризационные свойства экранированного кирального слоя с дифракционной решёткой // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. -2002. -Т. 7, № 1. -C. 45-55.

5. Panin S.B., Poyedinchuk A.Ye. The plane wave diffraction by a grating over a chiral medium // Telecommunications and Radio Engineering. -1999. -Vol. 53, № 4,5. -P. 98-109.

6. Панин С.Б. Незеркальное отражение волн от экранированного кирального слоя с дифракционной решёткой // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. -2002. -Т. 7, спец.вып. -C. 288-293.

7. Panin S.B., Poyedinchuk A.Ye. The analytical and numerical solution method of the wave diffraction problem for a one-dimensional periodic grating with chiral medium // Proc. The 3-rd International Symposium on Physics and Engineering of MM and SubMM Waves (Ukraine, Kharkov). -1998. -V.1. –P. 354-356.

8. Panin S.B., Poyedinchuk A.Ye. The diffraction of the normally incident plane wave by a grating over a chiral medium // Proc. The 8-th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (Ukraine, Kharkov). –2000. -Vol. 2. -P. 575-577.

9. Panin S.B., Poyedinchuk A.Ye. Diffraction by a system consisting of a grating and a layered chiral medium // Proc. The 4-th International Symposium on Physics and Engineering of MM and SubMM Waves (Ukraine, Kharkov). -2001. -V.1. –P. 166-168.

10. Panin S.B., Poyedinchuk A.Ye. Diffraction by a screened chiral layer with a grating // Proc. The 9-th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (Ukraine, Kiev). –2002. -Vol. 2. -P. 579-581.