传输线参数的软时间切换：波场、能量平衡与应用

时变导波结构引入了除空间变化之外的额外自由度，可更好地控制器件中的导波。通常考虑的周期性时间调制结构能在窄带信号上实现波控制。然而，对于超宽带短脉冲信号，需要以时间不连续性形式的时间变化。此种设置近来被提出作为克服阻抗匹配上 Bode-Fano 界的一种手段。虽然硬（突变）时间不连续性通过利用磁通与电荷的连续性相对易于分析，导波结构参数的软（渐变）时间切换则更具挑战性。本工作探讨一维、超材料传输线（TL）介质中具有一般平滑时间参数变化的短脉冲动力学。在该时变传输线中，波场解通过 WKB 方法获得，该方法在渐变空间变化语境中更为常见。利用此方法推导了由时间变化引起的一阶透射与反射波，随后讨论了此类切换介质中的能量平衡。给出了电容放电至长时变传输线的典型示例。这些结果可用作电磁与声学中时变波器件的分析/综合工具。