На основі концепції хвильового імпедансу розроблено моделі електромагнітних кристалів (ЕК), що забезпечують наочність зв'язку конструкція ↔ характеристики, необхідну для продуктивної розробки ЕК-пристроїв. Запропоновано та досліджено мікросмужкові об'ємні комбіновані ЕК-неоднорідності з хвильовим імпедансом майже втричі вищим, ніж в традиційних ЕК, що забезпечують високу зонну ефективність ЕК і дозволяють в повній мірі використати аподизацію для формування високої частотної вибірності таких структур. Запропоновано та досліджено високоімпедансні ЕК-неоднорідності з уповільненням хвилі до 3,5 раза, що на заданих частотах відповідає зменшенню розмірів ЕК-неоднорідностей, у порівнянні з відомими, приблизно у 1,9 раза. Розроблено методи структурної (амплітудної, фазової, крайової) аподизації ЕК на основі об'ємних неоднорідностей та нові види (імпедансну та адаптивну) аподизації ЕК, що враховують конструктивну складність об'ємних неоднорідностей та особливості взаємодії падаючого та відбитого полів в структурі ЕК. Розроблено та досліджено оригінальні конструкції ЕК-пристроїв з характеристиками різних типів на основі аподизованих ЕК, у тому числі адаптивно аподизований ЕК з розширеним діапазоном перестроювання.