Предложена методика анализа динамики процессов диффузионного типа в неоднородных, параметрических и нелинейных средах. С помощью разработанной методики впервые получено приближенное аналитическое решение уравнения диффузии для случая одновременного изменения коэффициента диффузии в пространстве и во времени, а также с учетом концентрационной зависимости коэффициента диффузии. Также получено решение уравнения теплопроводности с зависящими от температуры и неоднородным коэффициентом теплопроводности, а также с зависящей от температуры теплоемкостью материала. Предложен общий интегральный критерий времени установления стационарного распределения примеси, глубины ее проникновения в легируемую структуру и оптимального времени отжига примеси при формировании p-n-переходов. Исследовано влияние пространственных и временных изменений коэффициента диффузии на динамику диффузионных процессов и получены условия на законы изменения коэффициента диффузии, при которых происходит наибольшее ускорение или замедление диффузионного процесса. Сформулированы рекомендации по практическому использованию неоднородности легируемой полупроводниковой структуры и проведена оптимизация времени отжига для уменьшения размеров электронно-дырочных переходов и повышения однородности распределения примеси в легированной области.

В настоящее время в электродинамике СВЧ наблюдается значительный интерес к исследованию искусственных композиционных сред, обладающих пространственной дисперсией в указанном диапазоне. К таким средам относятся киральные среды, создаваемые на основе проводящих микроэлементов зеркально-асимметричной формы, размещенных в однородной магнитодиэлектрической среде. На настоящий момент времени приняты две модели киральной среды – объемная и планарная. В объемной модели используются трехмерные проводящие элементы киральной формы (например, право и левовинтовые спирали), которые периодически размещаются внутри диэлектрической среды. В планарной (плоской) модели используются двумерные киральные элементы, которые представляют собой проводящие полоски зеркально-асимметричной формы (например, в виде буквы S и ее зеркального эквивалента) и периодически располагаются на поверхности диэлектрической подложки. С точки зрения технической реализации киральной среды планарная модель является более предпочтительной. Используемые при создании киральной среды зеркально-асимметричные элементы обладают размером значительно меньшим длины волны СВЧ и называются киральными электромагнитными частицами. Различные модели киральных (и бианизотропных) структур приведены на рис. Таким образом, киральная среда – это искусственная среда, представляющая собой совокупность композиционно расположенных в диэлектрической среде электромагнитных частиц зеркально-асимметричной формы. Если среда создана на основе правовинтовых элементов, то киральность считается положительной; при использовании левовинтовых элементов – отрицательной.

Разработаны физико-математические модели для описания процессов, определяющих генерацию короткоимпульсного ЭМИ электронными потоками: расчетно-аналитическая модель электронной эмиссии; набор моделей различной размерности для самосогласованного расчета генерации электромагнитного излучения и формирования электронных пучков, в основе которых лежит решение системы уравнений Максвелла-Власова методом частиц в ячейках и конечно-разностным методом. Предложен метод моделирования вторичных электромагнитных явлений, возникающих при обучении трехмерных объектов потоками рентгеновского и гамма-излучения, а также результаты расчетов системно-генерированного ЭМИ и внутреннего ЭМИ в космическом аппарате, проведенных с помощью разработанных методов и созданного комплекса программ. Дано обобщение физико-математической модели излучателя сверхширокополосного направленного ЭМИ на основе сверхсветового фотоэмиссионного импульса электронного тока на системы с конечными предельными токами. Представлены результаты анализа и моделирования экспериментов по исследованию характеристик широкополосного фотоэмиссионного СВЧ-генератора, проведенных в РФЯЦ – ВНИИЭФ с использованием лазер-плазменного источника мягкого РИ. Предложена физико-математическая модель взаимодействия ЭМ волн с электродинамическими системами, состоящими из отрезков гофрированных волноводов, и результаты моделирования генерации СВЧ-излучения в МСЭ с распределенной обратной связью, реализованной на основе такой системы. Разработан метод одновременного расчете каротажных кривых для набора или полосы частот при электроразведке скважин и результаты моделирования распространения ЭМ полей в неоднородных и анизотропных средах на основе решения уравнений Максвелла во временном представлении.

В строгой электродинамической постановке решена задача дифракции на стыке круглого двухслойного экранированного волновода (КДЭВ) и полого круглого волновода, закороченного на конце металлической пластиной; представлены численные результаты для диэлектрических волноводов постоянного сечения и с заострением; исследована сходимость решения дифракционной задачи от числа собственных волн КДЭВ, учитываемых в разложениях полей.

Используемые для решения задач эл.-магн. рассеяния микроволновых печатных компонент методы конечных разностей во временной области требуют значительных вычислительных затрат из-за применения малых ячеек при дискретизации поверхности. В данной работе предлагается новый алгоритм решения задачи, адаптивный во временной и частотной областях и основанный на использовании множественных уровней разрешения при произвольной дискретизации маловолновой функции. Для ортогональной проекции вектора поля записано выражение функции масштабирования с использованием кубической функции сплайна для двумерной структуры. Показано, что предлагаемая процедура м. б. использована при анализе поля в волноводе с неоднородностями, а также распространена на исследование трехмерных проблем.

При решении задач эл-статического и эл-магн. полей в неограниченной области пространства с использованием метода конечных разностей вводится ограничение сетки дискретизации в форме граничных условий поглощения или измерительного уравнения инвариантности. Упрощенное решение м. б. получено с применением адаптивного алгоритма итеративного формирования однослойного элемента сетки (SLIM), характеризующегося функцией Грина. Для случая микрополосковой структуры такая процедура выполняется с помощью итеративного определения плотности зарядов для поверхности с пост. величиной матричной инверсии. Метод характеризуется самодостаточностью и дает узкие доверительные границы точности оценки. Библ. 11.

Предложен асимптотический метод оценки поля при дифракции на бинарной квазипериодической структуре, представляющей собой совокупность дифракционных решеток с различным периодом. Получены удобные представления для волновых полей. Подход м. б. эффективен при расчете поля от дифракционных оптических элементов. Асимптотический метод в теории дифракции позволяет снизить вычислительные затраты при расчете сложных пространственных структур. Библ. 9.

Рассматривается задача дифракции волны соскальзывания, набегающей со стороны выпуклой части границы области на точку, где выпуклая граница переходит в вогнутую. При переходе через точку сопряжения границ касательная к границе изменяется непрерывно, а скорость ее изменения терпит разрыв. Функция Грина справа от точки скачка кривизны границы имеет вид суперпозиции волн типа волн шепчущей галереи. Рассмотрены краевые условия Дирихле, Неймана и условия импедансного типа. Получен ток на границе и дифракционные коэффициенты. Библ. 3.

Рассматривается явление дифракции света на отверстии. Показана справедливость описания соотношения интенсивностей максимумов дифракционной картины Фраунгофера от щели формулой, полученной на основании принципа Гюйгенса. Проведены проверки формулы, основанной на интерференции краевых лучей, характеризующей интенсивность максимумов дифракционной картины Фраунгофера от щели в области тени. На основании интерференции краевых лучей выведена формула, характеризующая интенсивность максимумов дифракционной картины от щели в фокальной плоскости объектива в долях интенсивности падающего на щель света, в зависимости от величины фокусного расстояния. Библ. 13.

Метод конечных разностей во временной области с применением полностью согласованного слоя (FDTD-PLM) дает возможность решения задач электромагнитного рассеяния а решение интегрального уравнения во временной области (TDIE) позволяет оценить характер излучения. Сравнение двух методов производится для рассеивающего диэл. тела с однородной средой. Решения для переходных процессов в дальнем поле дали близкие результаты.

Теоретически рассматривается проблема конструирования устройств поглощения эл-магн. волн, распространяющихся в средах с произвольными тензорами диэл. и магн. проницаемости. Предложена мат. модель поглотителя с идеально согласованным слоем (PML) и параметрами, не зависящими от вида используемого материала. Предложены поглотители, основным свойством которых является прямое поглощение эл. смещения и плотности магн. потока, сопровождаемое одновременным поглощением эл. и магн. полей. Приведен численный пример для гибридных волн, распространяющихся в одноосевых анизотропных средах. Библ. 7.

Представлены результаты годового цикла эксперим. исследований флуктуаций интенсивности, вертикальной и горизонтальной составляющих угла прихода радиоизлучения ММ диапазона (лямбда=3,3 мм) на приземной трассе длиной 14 км; получены для различных погодных и сезонных условий основные статистические параметры флуктуаций, а также значения структурной характеристики атмосферной турбулентности; проведено сравнение данных с результатами существующих теорий. Библ. 11.

Аэрозоли загрязняют атмосферу и оказывают существенное влияние на климат, поэтому необходимо наблюдать за глобальным распределением атмосферных аэрозолей. Для восстановления атмосферного профиля аэрозолей могут использоваться спутниковые измерения излучений в видимом и ближнем ИК-диапазонах. В статье получены линейные соотношения между результатами измерений в этих диапазонах и вариациями профиля аэрозольного поглощения, что позволило свести задачу восстановления атмосферного профиля вариаций аэрозолей к решению интегрального уравнения Фредгольма первого рода. Восстановленные профили оказываются точными для нижней атмосферы даже в тех случаях, если имеются независимые изменения в стратосфере. Однако, в стратосфере восстановление профиля оказывается, в общем случае, менее точным. Библ. 16.

Рассмотрена задача о распространении возмущений электрического поля из ионосферы в нижнюю атмосферу с учетом конечной электрической проводимости земной коры. По результатам синхронных регистраций на сети разнесенных в пространстве станций: экспериментального полигона Владимирского госуниверситета (ВлГУ), станции на радиофизическом факультете ВлГУ, переносной станции в ГГО НИЦ ДЗА (г. Санкт-Петербург) – осуществлена обработка с помощью оптимального приемника и получены достоверные оценки амплитуд спектральных компонент электрического поля в приземном слое атмосферы в ультранизкочастотном (УНЧ) диапазоне, а также рассчитаны отношения сигнал/шум и вероятности ошибок на частотах термогравитационных солнечных приливов.

Сопоставлены результаты измерений высотных профилей времени релаксации и амплитуды искусственных периодических неоднородностей в D-области ионосферы с моделью. Показано, что высотный профиль плотности атмосферы объясняет высотные зависимости времени релаксации искусственных периодических неоднородностей и амплитуды рассеянного сигнала. Верхняя граница неоднородностей в области D вероятнее всего обусловлена возрастанием концентрации атомного кислорода и может служить индикатором этой высоты. Библ. 17.

Проведено модельное рассмотрение воздействия геомагн. пульсаций Pi2 на ОНЧ излучения, регистрируемые в средних широтах. В эксперименте в момент пульсаций Pi2 наблюдается резкое падение амплитуды ОНЧ шумов до 20 дБ и более. На основе численного решения системы квазилинейных уравнений, описывающих циклотронную неустойчивость энергичных электронов, и сопоставления с экспериментально регистрируемыми характеристиками эффекта получены оценки параметров данной неустойчивости и пульсаций, отвечающих рассматриваемому явлению. Библ. 5.