Отзыв оппонента Христофорова О.Б. (Исследование процессов нестационарного отражения электромагнитных импульсов от слоистых структур)

Отзыв официального оппонентана диссертационную работу Трофимова Алексея Викторовича“Исследование процессов нестационарного отраженияэлектромагнитных импульсов от слоистых структур”,представленную на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.03 – «Радиофизика».Диссертационная работа Алексея Викторовича Трофимова посвященаэкспериментальному и теоретическому исследованию процесса нестационарногоотражениякороткихисверхкороткихэлектромагнитныхимпульсовотмногослойных интерференционных структур (МИС), в том числе, анализу влияниясильной волноводной дисперсии, неоднородностей и потерь в многослойнойструктуре на процесс формирования отраженного сигнала.Актуальность избранной диссертантом темы обусловлена тем, что явлениенестационарного отражения электромагнитных импульсов малой длительности отмногослойныхинтерференционныхструктурможетбытьэффективноиспользовано для решения целого ряда прикладных задач.

К ним относятсядиагностика и управление импульсными процессами в оптике и радиофизике,компрессия импульсов, получение сверхкоротких импульсов, восстановлениеамплитудно-частотных ивременных характеристик импульсных сигналов.Использование еще недостаточно хорошо изученного явления нестационарногоотраженияэлектромагнитныхимпульсовмалойдлительностиотМИСперспективно для совершенствования существующих устройств компрессии иуправления сверхкороткими электромагнитными импульсами.Работа содержит введение, четыре главы, заключение, приложение, 40иллюстраций и список литературы из 115 источников.В первой главе представлен обзор литературы, посвященной вопросупреобразованияэлектромагнитныхимпульсовмалойдлительностимногослойными интерференционными структурами.

Автором с достаточнойполнотой отражено современное состояние исследований в рассматриваемойобласти. Значительное внимание уделено публикациям, рассматривающим задачиуправления формой электромагнитного сигнала, его сжатия или расщепления приотражении от такого рода структур. Рассматривается возможность управления1формойэлектромагнитногоимпульсамногослойнымиструктураминеотражающего класса, диэлектрическими интерференционными фильтрами,просветляющими покрытиями.

Представлен обзор публикаций, посвященныхизучениюявлениянестационарногоотражения,которыйуказываетнаперспективность дальнейших исследований в этом направлении. Дан краткийобзор как аналитических, так и численных методов анализа многослойныхструктур.Рассмотреныизвестныеподходыкрешениюзадачисинтезамногослойных структур.

Оригинальные результаты диссертации изложены вглавах 2-4.Вторая глава посвящена рассмотрению взаимодействия электромагнитногоимпульсамалойдлительностиспростейшеймногослойнойструктуройнеотражающего типа  полуволновым фильтром. Структурно глава состоит изтеоретической и экспериментальной частей.Втеоретическойчастипредставленырезультатыаналитическихисследований на основе метода импедансных характеристик и результатычисленного моделирования методом конечных разностей во временной области.Проанализировано влияние потерь и дисперсии на структуру импульса,сформированногомодулированноговпроцессесигналаотнестационарногополуволновогоотраженияфильтра.амплитудно-Выполненанализвозможных путей усиления явления нестационарного отражения.В разделе, посвященном экспериментальному исследованию процессанестационарного отражения электромагнитных импульсов от МИС, представленоподробное описание разработанного экспериментального стенда и принципов егоработы.Особоевниманиеполучаемых в экспериментеуделенометодамматематическойданных.

Представленыобработкивпервые полученныерезультаты по экспериментальному наблюдению явления нестационарногоотражения в СВЧ-диапазоне. Проведены анализ и сравнение полученныхэкспериментальных и теоретических результатов.Глава третья посвящена исследованиям влияния сильной волноводнойдисперсии на процесс нестационарного отражения электромагнитных импульсовмалой длительности от многослойных структур. В теоретической частирассматривается задача согласования высокоотражающей нагрузки за счет2сильной волноводной дисперсии.

Показано, что поставленная задача может бытьрешена с помощью согласующей структуры, состоящей всего из одногодиэлектрического слоя, толщина которого близка к четвертьволновой. Приводятсяточные и приближенные выражения, позволяющие рассчитать характеристикитакой согласующей структуры. Обсуждаются условия применимости на практикеполученных приближенных и точных аналитических решений. Описаны методыэкспериментальногоисследованияявленияусловияхволноводнойдисперсиисильнойнестационарногоиотраженияособенностивпроведенияэксперимента. Представлены данные экспериментальной проверки полученныхтеоретических результатов.Проведенные численные и экспериментальные исследования показали, что,как и в случае нестационарного отражения амплитудно-модулированныхсигналов, для многослойных структур, без учета дисперсии при отраженииамплитудно-модулированногосигнала,вобластипостояннойамплитудыпадающего сигнала наблюдается практически полное поглощение волновойэнергии в высокоотражающей нагрузке.

В областях изменяющейся амплитудыпадающего сигнала (область фронтов) в отклике формируются короткиеимпульсы, длительность которых соответствует длительности фронтов.Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальномуанализу процесса нестационарного отражения импульсного сигнала малойдлительности от интерференционных многослойных фильтров с максимальноплоской амплитудно-частотной характеристикой.

На примере полуволновогофильтра с критической связью проводятся исследования влияния потерь в слояхмногослойной структуры и волноводной дисперсии на процесс нестационарногоотражения. Показано, что при малых потерях в слоях структуры огибающаяотраженного сигнала может быть приближенно описана N-производной отогибающей падающего сигнала. В приближении слабого контраста теоретическисинтезирована и затем создана на практике многослойная структура, обладающаямаксимально плоской АЧХ в полосе пропускания.

Выполнена экспериментальнаяпроверка, показавшая высокую точность полученных результатов теоретическогомоделирования.3В приложении описаны методы аналитического синтеза многослойныхструктур с максимально плоской амплитудно-частотной характеристикой.Такимобразом,экспериментальноеэлектромагнитныхвдиссертацииисследованияимпульсовпредставленыявлениямалойтеоретическоенестационарногодлительностиотиотражениямногослойныхинтерференционных структур. Усовершенствована теория этого явления иразработаныэкспериментальныеметодыегоизучениявСВЧ-диапазоне.Существующий теоретический аппарат дополнен с учетом влияния на процесснестационарного отражения потерь в слоях многослойной интерференционнойструктуры и сильной волноводной дисперсии.

Обнаружено наличие болеесложного процесса нестационарного отражения в многослойных структурахнеотражающегоклассасмаксимальноплоскойамплитудно-частотнойхарактеристикой по сравнению с многослойными структурами, имеющими другиефункциональные зависимости амплитудно-частотной характеристики.В качестве замечаний к диссертации можно отметить следующее:1. При изготовлении многослойных интерференционных покрытий особоевнимание уделяется однородности наносимых на подложку диэлектрическихпленок. Вариации толщины пленки вдоль ее поверхности сильно влияют наинтерференционнуюкартинувнутрипленки.Посколькуисследования,выполненные автором, проводятся в области длин волн, где интерференционнаяструктура реализует режим нулевого отражения и амплитуда отраженного сигналакрайне мала, важно учитывать точность, с которой обеспечивается параллельностьграней, используемых в эксперименте диэлектрических слоев на процессформирования отраженного сигнала2.Вработеавторпровелисследованиепроцессаотраженияэлектромагнитного сигнала с амплитудной модуляцией от МИС, однакоотсутствие исследований по нестационарному отражению сигналов с фазовоймодуляцией не позволяет напрямую применить результаты диссертации дляоптимизации широко используемых на сегодняшний день чирпирующих зеркал.Эти замечания не умаляют научной ценности полученных авторомрезультатов и не снижают общую высокую оценку диссертации.4.