Волноводы с нелокальными границами

Волноводы с нелокальными границами

В книге рассмотрены вопросы электродинамики нового типа волноводов - волноводов с нелокальными границами, то есть границами, на которых тангенциальные компоненты электрического и магнитного полей связаны интегральным оператором. Показано, что такие волноводы могут использоваться в качестве моделей широко класса волноведущих структур, к которым относятся полосковая линия, отражательный диэлектрический волновод, некоторые виды щелевых волноводов, металлические волноводы с шероховатыми поверхностями, волноводы в EBG структурах. Рассмотрен ряд фундаментальных вопросов электродинамики структур с нелокальными границами, в том числе: сформулирована теорема об активной мощности, лемма Лоренца и теорема единственности для структур с такими границами. Установлено важное соотношение, показывающее в общем виде связь между нелокальностью поверхностного импеданса и мощностью ближнего поля, которая переносится вдоль границы. Излагается теория регулярных волноводов с нелокальными границами, в частности показано, что собственные волны таких волноводов не ортогональны. Предложен способ переопределения собственных волн, позволяющий их ортогонализовать и найдена норма собственной волны. Решена задача о возбуждении волновода заданной совокупностью сторонних токов. Анализируются неоднородности в закрытых волноводах с нелокальными границами. Рассмотрены решения электродинамических задач для полубесконечного волновода, распределенно связанных волноводов, волноводного тройника, волноводов с сосредоточенной связью. Исследуется связь волновода с нелокальными границами и известной моделью Олинера для полосковой линии передачи. Предложен комбинированный метод анализа ряда волноводных структур, сочетающий использование нелокальных граничных условий и модели Олинера. Рассмотрены открытые волноводы с нелокальными границами, которые могут рассматриваться в качестве модели отражательного диэлектрического волновода. Представлены решения электродинамических задач для регулярного волновода, связанных волноводов, цилиндрического резонатора, системы волновод - резонатор, плавных нерегулярностей в волноводе. Получены нелокальные граничные условия для полосковых элементов на основе решения ключевой задаче о наклонном падении Т - волны на обрыв полубесконечного полоскового проводника. Представлены результаты численного исследования ряда полосковых структур: регулярной линии, связанных полосковых линий, круглого резонатора, обрыва полоскового проводника. Книга может быть полезна для студентов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области СВЧ техники, антенн и прикладной электродинамики