Отзыв ведущей организации (Исследование процессов нестационарного отражения электромагнитных импульсов от слоистых структур)

«УТВЕРЖДАЮ» Заместитель директора по научной работе Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт общей физики имени А.М. Прохорова» ой академии наук В.Г. Михалевич ОТЗЫВ ВЕДУЩЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ на диссертационную работу Трофимова Алексея Викторовича «Исследование процессов нестационарного отражении электромагнитных импульсов от слоистых структур», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 — радиофизика Диссертация А. В. Трофимова посвящена изучению процессов нестационарного отражения коротких электромагнитных импульсов от многослойных интерференционных структур.

В работе проведены аналитические и численные исследования явления нестационарного отражения электромагнитных импульсов малой длительности от многослойных интерференционных структур. Тема актуальна тем, что модельное описание процессов формирования сигнала, отраженного от многослойных интерференционных структур, проясняет детали сложного по своей сути явления, обнаруживает новые эффекты и закономерности, закладывает базу для постановки и решения прикладных задач.

Накопление знаний на этом направлении необходимо для создания устройств управления короткими и сверхкороткими электромагнитными импульсами. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Во введении проводится обоснование актуальности исследований„ формулируются цель и задачи диссертации, положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость работы. Приводятся сведения о апробации результатов и публикациях.

Первая глава посвящена обзору литературных данных по вопросу преобразования электромагнитных импульсов малой длительности при их взаимодействии с многослойными интерференционными структурами. Анализируется возможность управления формой электромагнитного импульса многослойными структурами неотражающего класса: диэлектрическими интерференционнымн фильтрами„просветляюгцими покрытиями. Дается краткий обзор аналитических и численных методов анализа многослойных структур. Вторая глава посвящена рассмотрению взаимодействия электромагнитного импульса малой длительности с полуволновым фильтром.

Представлены результаты аналитических исследований на основе метода импедансных характеристик н численного моделирования методом конечных разностей во временной области. Проанализированы возможные пути усиления явления нестационарного отражения амплитудно-модулированных сигналов за счет увеличения добротности полуволнового фильтра. Представлены данные экспериментальной проверки полученных теоретических результатов. Подробно описаны методы и оборудование для экспериментального изучения явления нестационарного отражения. Проведены анализ н сравнение полученных в диссертации экспериментальных и теоретических результатов. В третьей главе исследуется влияние сильной волноводной дисперсии на процесс не- стационарного отражения электромагнитных импульсов малой длительности от многослойной структуры.

Рассматривается задача согласования восокоотражающей нагрузки с волноводом за счет сильной волноводной дисперсии. Теоретически обосновывается, что поставленная задача может быть решена с помощью согласующей структуры, состоящей всего из одного диэлектрического слоя, толщина которого близка к четвертьволновой. Приводятся приближенные и точные выражения, позволяющие рассчитать характеристики такой согласующей структуры.

Обсуждаются условия применимости на практике полученных приближенных и точных аналитических решений. Сообщаются результаты проведенных экспериментов по проверке полученных теоретических результатов. Специальное внимание уделяется описании) методов и оборудования, позволяющего экспериментально изучать явления нестационарного отражения при наличии сильной волноводной дисперсии. Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальному анализу процесса нестационарного отражения импульсного сигнала малой длительности от интерференционных многослойных фильтров с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой.

На примере полуволнового фильтра с критической связью проводятся исследования влияния потерь в слоях многослойной структуры и волноводной дисперсии на процесс не- стационарного отражения. В теоретической части анализируются общие закономерности влияния спекгральных характеристик многослойной интерференционной структуры на про- цесс нестационарного отражения. Приводятся данные экспериментального исследования процесса нестационарного отражения импульсов малой длительности от многослойных интерференционных структур с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой. В заключении подводятся итоги проделанной работы и формулируются выводы.

К числу главных результатов диссертации следует отнести следующие. 1) Создан экспериментальный стенд и разработана методика обработки сигналов, позволяющие проводить исследования явления нестационарного отражения коротких и сверхкоротких электромагнитных импульсов от многослойных интерференционных структур в СВЧ-диапазоне, 2) Экспериментально зарегистрировано явление нестационарного отражения ампли гудно-модулированного сигнала от многослойной интерференционной структуры в СВЧ- диапазоне.

3) Теоретически н экспериментально показано, что при нестационарном отражении амплитудно-модулированного сигнала от многослойной структуры с потерями огибающая отраженного сигнала чувствительна к наличию даже малых потерь в слоях структуры. Пайде- но, что в то время как амплитудный коэффициент отражения линейно зависит от величины потерь, процесс формирования фазовой картины происходит так же, как в системах без по- терь. 4) Теоретически показано, что при отражении амплитудно-модулированного сигнала от полуволнового слоя с потерями всегда существует момент времени, когда при ненулевой амплитуде падающего сигнала, амплитуда отраженного сигнала обращается в ноль, а фаза изменяется на к.

5) Решена задача согласования высокоотражающей нагрузки с волноводом за счет сильной волноводной дисперсии. Получены формулы для расчета характеристик многослойной интерференционной структуры, согласующей высокоотражающую нагрузку с волноводом, за счет сильной волноводной дисперсии. Показана возможность обеспечения полной локализации энергии падаклцей волны в практически любой нагрузке с помощью согласузощей структуры, состоящей всего из одного слоя. б) Теоретически и экспериментально показано, что амплитуда импульсов, сформированных в процессе нестационарного отражения от многослойных интерференционных структур с сильной волноводной дисперсией, может быть существенно увеличена.

В целом можно заключить, что в диссертационной работе автором разработаны методы экспериментального исследования процессов нестационарного отражения сверхкоротких электромагнитных импульсов от многослойных интерференционных структур в СВЧ- диапазоне. Предложены новые подходы к решению задачи генерации серий сверхкоротких электромагнитных импульсов на основе процесса нестационарного отражения электромагнитных волн от многослойных структур неотражающего типа.

Показана возможность создания эффективных устройств компрессии и модуляции электромагнитных импульсов. Перечисленные результаты представляются новыми и обоснованными. По диссертации могут быть сделаны следующие замечания: 1. В диссертации демонстрируется возможность почти полного поглощения энергии в согласованной слоем диэлектрика высокоотражающей нагрузке. Эффект связывается с сильной волноводной дисперсией, но открытым остается вопрос о распределении поглощенной энергии между согласующим слоем и высокоотражающей нагрузкой. 2.

Анализ влияния потерь на процесс нестационарного отражения от структур с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой проведен конспективно. Следовало более подробно рассмотреть влияние потерь в слоях на возможность реализации условия максимально плоской амплитудно-частотной характеристики коэффициента отражения.

3. Одна и та же физическая величина в разных частях диссертации обозначается разными символами, что затрудняет восприятие изложенного материала. В первой и второй ~лавах, например, для описания характеристик падающего на многослойную структуру сигнала используется символ угловой частоты щ, а в главе 3 и 4 несущая частота сигнала обозначается как «.

4. Второе, пятое, седьмое и восьмое положения, выносимые на защиту, дублируют по формулировке результаты исследования. Несмотря на замечания, диссертационная работа А. В. Трофимова заслуживает положительной оценки. Выполнен большой объем вычислительной работы, найдены новые эффекты, разработаны новые измерительные методики, проведены контрольные эксперименты, Работа выполнена на высоком научном уровне и является цельным, законченным научным исследованием. Автореферат в необходимой мере отражает содержание диссертации. По всем критериям, установленным Постановлением Правительства РФ от 24.09.2013 г.

№842 «О присуждении ученых степеней», диссертация «Исследование процессов нестационарного отражения электромагнитных импульсов от слоистых структур» удовлетворяет требованиям к диссертациям на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, а ее автор Трофимов Алексей Викторович заслуживает присуждения ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 — «Радиофизика». Отзыв на диссертацию рассмотрен и одобрен на заседании ученого совета Отдела суб- миллиметровой спектроскопии ИОФРАН «5» июля 201б г. Зав. Отделом субмиллиметровой спектроскопии ИОФ РАН, доктор физ.-мат.

наук тел.: 8-499-1 35-79-74 Е-гпа11: г„,, в, Ученый секретарь Совета Отдела субмиллиметровой спектроскопии ИОФ РАН, кандидат физ.-мат. наук тел.: 8-499-503-8112 Е-пза11: о огоднйоъ 'а~гав Егп Адрес организации: 119991, Москва, ул. Вавилова„д. 38 .