Здійснено теоретичне вивчення електродинамічних властивостей та збудження потенціальних поверхневих хвиль, що розповсюджуються вздовж плоскої межі магнітактивного плазмоподібного середовища (напівпровідника, газової плазми) скінченного тиску з металом поперек зовнішнього сталого магнітного поля, спрямованого перпендикулярно до межі розподілу середовищ. Описано хвильові процеси у межах гідродинамічного наближення з урахуванням теплового руху електронів плазмоподібного середовища. Досліджено вплив магнітного поля, нормального до межі: плазмоподібне середовище - метал, а також домішок (пилу) з великим негативним зарядом поблизу металевої поверхні на розповсюдження потенціальних поверхневих хвиль. Вивчено значення скінченної провідності металу та діелектричного прошарку між плазмою та металом стосовно дисперсійних характеристик і розподілу поля хвиль. Розглянуто самодію цих хвиль внаслідок нагрівої, іонізаційної та гідродинамічних нелінійностей. З'ясовано взаємодію двох поверхневих хвиль однакових частот, а також процес збудження цих хвиль внаслідок параметричної нестійкості.

         Проведено дослідження навколоземної плазми радіофізичними методами для чого як зондувальні сигнали використано геомагнітні пульсації класів Рс3 і Рс4. Розвинуто метод радарної магнітометрії іоносфери, який полягає у вимірюванні компонент дрейфової швидкості іоносферної плазми в полі магнітогідродинамічних (МГД) хвиль. Розроблено методики оцінки коефіцієнтів відбиття МГД хвиль від нижньої іоносфери та інтегральних провідностей нижньої іоносфери в межах сучасних теоретичних уявлень. Наведено результати вимірювання параметрів поляризації мікропульсацій класів Рс3 і Рс4 на поверхні Землі, проведених на Українській антарктичній станції "Академік Вернадський" і обсерваторії поблизу Харкова. Виявлено два різних типи добового ходу позиційного кута еліпса поляризації, інтепретовані в межах наведеної в дисертації теоретичної моделі. Показано, що класичні наземні вимірювання мікропульсацій можна використовувати для оцінки просторового спектра МГД хвиль та іоносферних провідностей.

         Розглянуто розсіяння електромагнітних хвиль на циліндричній та квазіперіодичній неоднорідностях магнітоактивної плазми. Отримано аналітичний розв'язок для низькочастотної хвилі для певних профілів густини за умов довільного співвідношення між довжиною хвилі та масштабом неоднорідності. Досліджуються хвилі поверхневого типу на межі плазма-метал з урахуванням теплового руху електронів плазми. Вивчено параметричну нестійкість поверхневих хвиль у полі зовнішньої хвилі накачки з урахуванням ефекту розбухання поля та генерацію другої гармоніки поверхневої хвилі, що поширюється вздовж межі плазма-метал поперек зовнішнього магнітного поля.

         Розглянуто умови виникнення і розвитку нестійкості низькочастотних хвиль в плазмі, яка знаходиться в зовнішньому магнітному та паралельному до нього слабкому квазістатичному електричному полі. За допомогою інтеграла Батнагара-Гроса-Крука описано кулонівські зіткнення. Для випадку довгохвильових збурень, які розповсюджуються майже перпендикулярно до зовнішнього магнітного поля, виявлено, що під час виконання деяких додаткових фізичних умов дисперсійне рівняння являє собою поліном четвертого ступеня відносно безрозмірної зведеної частоти. Проведено числове моделювання для значень основних параметрів плазми (густини, температури, напруженості полів), типових для атмосфери спалаху в активній області на Сонці. З'ясовано, що нестійкість деяких коренів дисперсійного рівняння має пороговий характер, тобто відповідна до них хвиля починає генеруватися за певного значення амплітуди повільно зростаючого слабкого електричного поля. Даний факт запропоновано розглядати як виконання однієї з необхідних умов короткострокового прогнозу спалаху в арковій структурі.

         Аналітично вивчено вплив багатомодовості магнітогідродинамічних хвиль (МГДХ) на їх дисперсійні властивості та тонку структуру альфвенівського резонансу (АР) у випадку, коли зв'язок просторових гармонік обумовлений періодичною неоднорідністю сталого магнітного поля в термоядерних пастках типу токамак і стелларатор. Уперше установлено, що періодична неоднорідність магнітного поля може мати вирішальний вплив (замість інших слабких ефектів, зокрема інерції електронів і скінченності ларморівського радіуса іонів) на тонку структуру локальних АР у периферійній плазмі, де ріпли магнітного поля є більшими і плазма - холоднішою, ніж у глибині плазми. Доведено можливість додаткового нагрівання термоядерної плазми поблизу системи автоматичного регулювання. Під час дослідження дисперсійних властивостей дрібномасштабних АХ, локалізованих поблизу цього збурення, ураховано скінченність збурення радіального профілю густини. Уперше дисперсійні властивості хвиль поверхневого типу (ХПТ) з малими аксіальними хвильовими числами в ізотропних хвилеводах з діелектричним прошарком між плазмовим стовпом і металевою стінкою камери досліджено аналітично для довільних номерів азимутального номера моди. З'ясовано умови, за яких є можливою резонансна взаємодія довгохвильових ХПТ незвичайної поляризації з довгохвильовими об'ємними хвилями звичайної поляризації у металевих хвилеводах, повністю заповнених плазмою. Доведено, що поперечні ХПТ можуть поширюватися уздовж межі плазма - метал поперек сталого магнітного поля в тороїдних хвилеводах круглого перерізу і хвилеводах майже прямокутного перерізу, які заповнені двома шарами n-напівпровідників, а також вивчено дисперсійні властивості ХПТ у таких хвилеводах. Показано можливість поширення поперечних поверхневих коливань іонної компоненти плазми в замагнічених циліндричних плазмових хвилеводах. Досліджено уповільнення поперечних ХПТ і розщеплення їх спектрів у плазмових хвилеводах некруглого перерізу без магнітного поля, доведено можливість їх використання для підтримання газових розрядів.

         Розглянуто розповсюдження радіохвиль в ультрарелятивістській замагніченій плазмі пульсарів. Досліджено рефракцію, еволюцію поляризації, синхротронне поглинання та індуковане розсіювання радіовипромінювання. Відзначено спостережувані наслідки ефектів розповсюдження радіохвиль в магнітосферах пульсарів. Проаналізовано вплив рефракції хвиль на частотну залежність ширини імпульсу пульсара. Обчислено ступінь колової поляризації пульсарного випромінювання внаслідок взаємодії хвильових мод в області граничної поляризації. Розвито теорію синхротронного поглинання, оцінено його ефективність в умовах пульсарів. Уперше розглянуто індуковане розсіювання радіохвиль із променя в фон. Показано, що цей процес може пояснювати низькочастотні завали в спектрах пульсарів.

         Знайдено нове раніше невідоме сімейство сингулярних періодичних потенціальних гравітаційних хвиль з загостреними гребенями (нерегулярні хвилі), відмінні від відомих стоксових хвиль. Показано, що залежність фазової швидкості даних хвиль від амплітуди (амплітудно-частотна характеристика) має неоднозначний характер в області великих амплітуд, близьких до межової. За кожної амплітуди існують гравітаційні хвилі з двома різними конфігураціями профілю вільної поверхні: хвиля з округлим гребенем (стоксові хвилі) та хвиля з загостреним гребенем (нерегулярні хвилі). Установлено, що ці хвилі мають різні фазові швидкості, енергію, імпульс, що має місце і для субгармонічних гравітаційних хвиль - - модульованих періодичних хвиль великої амплітуди з гребенями різної висоти, які утворюються внаслідок нестійкостей стоксових хвиль. Розроблено новий спектральний метод розрахунку стаціонарних періодичних хвиль для випадку нескінченної глибини, оптимізований для ефективного обчислення крутих хвиль, що мають загострену форму, - узагальнений метод Фур'є розкладів. Запропоновано нову загальну реалізацію методу звичайних Фур'є розкладів для довільної глибини, зокрема для випадку субгармонічних хвиль.

         Вибрані та обгрунтовані математичні моделі , що базуються на рівняннях теорій пружності та рідких середовищ відповідно для порід зі значним опором зсувним напруженням і за відсутності його. З використанням стереомеханічної теорії удару отримані формули для розрахунку параметрів відбитих і заломлених хвиль від плоскої межі відокремлення порід і грунтів. Виконана кількісна оцінка ефекту екранування хвиль пружними шарами з різними механічними властивостями. Розглянуто дію плоскої ударної хвилі на нескінченно довге жорстке включення прямокутного перерізу. Розв'язана задача про трансформацію хвиль з криволінійними фронтами при товщині шарів, близької до радіусів кривизни хвиль. Розроблена та апробована методика комп'ютерного моделювання хвильових процесів у широкому діапазоні зміни геометричних, фізикомеханічних параметрів шарів порід і зарядів. Експериментально досліджено проходження ударних хвиль через гранітні зразки різної товщини, між якими в щілинах була вода, пузирчата поліетиленова плівка, повітря. Отримана кореляційна залежність коефіціента гашення від товщини гранітних зразків. Створено пристрій для ведення підривних робіт під водою, на який отримано патент. Ефективність теоретичних результатів доведена позитивним їх збігом з результатами експериментів автора та інших дослідників, що дозволяє рекомендувати розроблену методику моделювання розповсюдження пружних хвиль під час ведення підривних робіт у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху.

         Розроблено модель оптичної транспортної DWDN системи передачі інформації, що базується на побудові й аналізі ОКО-діаграми та дозволяє одержати характеристики якості функціонування для кожного спектрального каналу, залежно від його характеристик. Досліджено залежність максимальної швидкості передачі та довжини регенераційної ділянки за заданих коефіцієнтів бітової помилки. Проведено вимірювання диференціальної групової затримки сигналу в оптичних волокнах. На підставі одержаних результатів вимірювань створено підсистему моделювання поляризаційної модової дисперсії (ПМД). Удосконалено схему компенсації ПМД, що суттєво зменшує вплив даного виду дисперсії на параметри транспортних систем. Встановлено, що джиттер складається з детермінованої та випадкової складових. Розроблено спосіб мінімізації впливу джиттера шляхом часового зсуву точки прийняття рішень щодо прийняття біту. Наведено методи оптимізації параметрів і мінімізації впливу нелінійних ефектів, компенсації поляризаційної модової дисперсії та зменшення впливу джиттера, що дозволяють збільшити довжину регенераційної ділянки та швидкість передачі інформації, причому ефективність використання запропонованих рішень зростає зі збільшенням швидкості передачі, а це дозволяє досягти збільшення пропускної здатності системи.