Efficient analysis of curved and periodic electromagnetic structures using asymptotic forms of Green`s functions : doctoral thesis - Bosiljevac, Marko (M. Bosiljevac ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2011)
SAŽETAK U radu se analiziraju višeslojne dielektrične i periodičke elektromagnetske strukture korištenjem različitih asimptotskih pristupa koji olakšavaju izvođenje pripadnih Greenovih funkcija ili pojednostavljuju njihovu evaluaciju i primjenu. U slučaju višeslojnih zakrivljenih antenskih struktura, čije su dimenzije velike u odnosu na valnu duljinu, analiza započinje s rigorozno dobivenim Greenovim funkcijama za cilindrične i sferne strukture u spektralnoj domeni. Primjenom tzv. asimptotske ekstrakcije iz spektralnog rješenja se izdvaja “asimptotski problem” koji se zatim rješava primjenom jednostavnijih i bržih metoda. Na taj način bitno je povećana djelotovornost analize, a zadržana gotovo jednaka točnost. Daljnjim razmatranjem rješenja za asimptotske probleme i kombiniranjem sa spektralnom metodom razvijena je također i hibridna metoda analize proizvoljno zakrivljenih struktura, koje primjenom same spektralne metode nije bilo moguće analizirati. Ova metoda demonstrirana je na dva odvojena slučaja, prvom koji je uključivao analizu valovodnih antenskih nizova na proizvoljno zakrivljenim metalnim strukturama prekrivenim višeslojnim dielektrikom, te drugom gdje su se analizirale zakrivljene frekvencijske selektivne površine realizirane pomoću prstenastih elemenata integriranih u višeslojni dielektrik. U oba slučaja ostvarene su bitne uštede u pogledu vremena koje je potrebno za analizu, a iz usporedbe s rezultatima iz drugih izvora, mjerenjima i simulacijama, vidljivo je da točnost analize ostala sačuvana. Asimptotski pristup korišten je i u analizi nove vrste valovodnih prijenosnih linija zasnovanih na primjeni zabranjenog pojasa koji se javlja kod nekih periodičkih struktura. U ovom slučaju primijenjeni su idealni ili asimptotski rubni uvjeti za periodičke structure kako bi se olakšalo dobivanje Greenovih funkcija u spektralnoj domeni za spomenute strukture, te da bi se izbjegla složena analiza pomoću Floquetovih modova. Razvijena metoda, osim što omogućava brzu i djelotvornu analizu, omogućava i jasan uvid u fizikalne mehanizme propagacije kod ovih novih vrsta valovoda. Također, u svrhu još jednostavnije analize problema u kojima se javlja potreba za opisivanjem površina s elektromagnetskim zabranjenim pojasom, razvijena su dva modela idealnih kanonskih rubnih uvjeta za tu vrstu površina. Oba modela, analitički i numerički uniaksijalni model, omogućuju vrlo brzo dobivanje rezultata koji se vrlo dobro slažu s rezultatima dobivenim sa stvarnim praktičnim modelima.