三维柱坐标系下PML的实现及近场-远场转换

在三维柱坐标系下推导了麦克斯韦方程组在完全匹配层(PML)吸收边界条件中的时域有限差分(FDTD)表达式并编程实现；然后用一种简便的线性插值法完成了柱坐标系下的近场一远场转换；最后利用这种方法对圆柱形单极天线的反射电压、近区辐射场和远区辐射场进行了数值计算．结果表明该方法是正确可行的，可用于圆柱型目标结构的电磁特性研究．     

在PML边界条件下锥形波导内场分布研究

根据Yee氏的时域有限差分(FDTD)方法模拟了具有PEC(Perfectly Electric Conducting)边界的锥形波导内场分布情况,同时为了减少外行传播时在网格截断处的反射,在计算域中引入了Berenger完全匹配层(Perfectly Matched Layer,PML),证明了PML吸收边界条件应用于光波导结构分析的有效性。     

在PML边界条件下锥形波导内场分布研究

根据Yee氏的时域有限差分（FDTD）方法模拟了具有PEC（Perfectly Electric Conducting）边界的锥形波导内场分布情况，同时为了减少外行传播时在网格截断处的反射，在计算域中引入了Berenger完全匹配层（Perfectly Matched Layer，PML），证明了PML吸收边界条件应用于光波导结构分析的有效性。     

PML - FDTD在三维柱坐标系下的实现

在三维复扩展柱坐标系下推导了麦克斯韦方程在完全匹配层吸收边界条件中的时域有限差分(PML-FDTD)表达式,将FDTD推广到三维扩展柱坐标系中;为保证其求解的稳定性,给出了更为严格的时间步长计算公式,并去除了对称轴上的奇点;提出了利用插值法对PML最外层理想金属层进行设置的方法,改善了PML的吸收性能.     

基于有限差分法的三维飞机RCS计算

简单介绍了时域有限差分法(FDTD)的基本理论,并与其他几种数值方法进行了比较;探讨了完全匹配层(PML)在FDTD中的设置;应用FDTD程序计算了三维介质球的双站RCS,并与文献结果对比说明该程序的有效性;在此基础上计算了简单三维飞机的RCS,并对结果进行了讨论.说明该方法可以精确计算大尺寸复杂目标的RCS.     

PML吸收边界条件下的TE波FDTD算法的仿真与验证

FDTD方法已成为计算电磁学的一个重要发展方向。在时域有限差分法基本原理的基础上,通过建立二维TE波的FDTD表达式,实现了基于MATLAB的TE波传播仿真与吸收边界条件的验证。仿真结果表明:PML对TE波的传播具有良好的吸收效果。     

二维DGTD方法中UPML吸收边界的实现

针对二维情形单轴各向异性完全匹配层吸收边界条件,研究了横磁波情形时域离散伽略金算法单轴各向异性完全匹配层吸收边界的理论基础和实现方案．借鉴时域有限差分方法--时域离散伽略金算法中吸收边界阻抗匹配、各向异性介质参数设置和匹配矩阵等思想,结合时域离散伽略金算法空间离散网格的非结构特性和离散单元之间场量传递的特点,给出了在单轴各向异性完全匹配层中电磁场量时域迭代公式,进一步离散成为离散时域迭代计算式．由于时域离散伽略金算法网格的非结构特性,一阶SM吸收边界条件一般对入射电磁波的反射率在-24dB左右．仿真算例说明,给出的时域离散伽略金算法单轴各向异性完全匹配层吸收边界对电磁波的双重衰减达130dB,表明单轴各向异性完全匹配层具有良好的吸收效果．     

TE波照射下圆柱RCS计算方法的比较

运用矩量法、时域有限差分法和解析法对不同电尺寸的无限长圆柱双站RCS进行计算，用时域有限差分法计算时分别采用Mur吸收边界和完全匹配层吸收边界、仿真结果表明矩量法有较高的精度，时域有限差分法效率较高但在某些角度存在误差．研究结果为更好地运用时域有限差分法提供了依据。     

探地雷达数值模拟的吸收边界条件研究

运用时域有限差分法实现探地雷达数值模拟时,边界条件的吸收特性对计算结果起着关键性作用。目前应用于探地雷达数值模拟的吸收边界有：Mur二阶吸收边界、超吸收边界和完全匹配层,本文引入一种新的吸收边界：单轴各向异性理想匹配层（UPML）,实现对有损耗介质中雷达波传播的数值模拟;并在激励源子波中心频率分别为100MHz、500MHz和1000MHz的情况下,以二维空间中的电偶极子辐射作为算例对Mur二阶、广义完全匹配层（GPML）和UPML吸收边界的全局误差进行比较,结果显示在不同频率下,UPML的计算精度都较Mur二阶吸收边界和GPML高;最后,应用该方法对两种常见的探地雷达模型进行正演剖面合成,取得了较好的结果。     

时域有限差分法在汽车EMC分析中的应用

结合时域有限差分法(FDTD)直接用有限差分式代替Maxwell时域场旋度方程中的微分式,分析了空间和时间离散间隔对数值色散及数值稳定性的要求,提出一种简化计算机编程的完全匹配层(PML)参数设置方法,利用时谐场函数加窗构建车内激励源。在此激励源激励下,描绘了电磁波的传播和与目标的相互作用过程,得到复杂物理过程的清晰仿真图像。     

Characteristics of Mesh Wave Impedance in FDTD Non-Uniform Mesh

In order to increase the evaluating precision of mesh reflection wave, the mesh wave impedance (MWI) is extended to the non-uniform mesh in 1-D and 2-D cases for the first time on the basis of the Yee‘s positional relation for electromagnetic field components. Lots of characteristics are obtained for different mesh sizes and frequencies. Then the reflection coefficient caused by the non-uniform mesh can be calculated according to the theory of equivalent transmission line. By comparing it with that calculated by MWI in the uniform mesh, it is found that the evaluating error can be largely reduced and is in good agreement with that directly computed by FDTD method. And this extension of MWI can be used in the error analysis of complex mesh.     

超吸收边界条件在地质雷达剖面正演中的应用

运用时域有限差分法正演地质雷达剖面时,边界条件的吸收特性对计算结果起着关键性作用．为了使截断边界的影响尽可能小,对边界条件的吸收特性进行了研究,提出了超吸收技术,让电场与磁场分量同时参与边界条件的计算,采用误差抵消的原理,首先减小截断边界对磁场分量的畸变,进而以此比较精确的磁场值重新计算边界上的电场,从而得到更加精确的电磁场值．数值试验表明,它能有效地减小截断边界的伪反射,提高计算精度．把这一技术用于地质雷达剖面的正演合成,得到了满意结果．     

体三维显示系统的插值和扫描线段映射法

绍了基于旋转二维发光二极管(LED)阵列的体三维显示系统的数据处理方法.原始三维数据以网格数据形式存储在3DS文件中,采用切割算法实现数据集从笛卡儿坐标系到显示空间的柱坐标系的转化.对切割所得的线段设计了插值映射法和扫描映射法,以完成体素化过程.插值映射法将LED视为理想点光源,扫描映射法则考虑了LED的尺寸.分别用这两种方法对多个实际三维模型进行处理,通过再现处理后的数据结果以及计算体素点的平均位置偏离程度等方法比较它们的优劣.实际表明扫描映射法因为更贴近系统的硬件特点,而产生的体素点位置偏差小、冗余体素点少,处理结果更好     

交替方向隐式时域有限差分法中的Berenger理想匹配层

提出一种新方案．用于离散Berenger场分裂形式Maxwell方程．将理想匹配层吸收边界条件由通常的时域有限差分法推广到交替方向隐式时域有限差分法．和已有的离散方案比较，采用文中提出的离散方案可使理想匹配层吸收边界的反射误差成数量级地减小．     

二维FDTD法互连线分析的非均匀网格实现

用二维时域有限差分法计算高速集成电路有耗互连线频变参数时,如采用均匀细网格划分整个仿真空间,微米级的互连线结构和趋肤深度会导致计算机内存空间占用太大,计算速度很低。基于此,该文提出一种结合理想电壁截断边界条件的渐变非均匀网格划分技术,其优点是简单方便,编程计算极易实现,并且可以在保证计算精度的前提下明显提高电磁仿真的效率。     

Numerical simulation of bistatic scattering from a target at low altitude above rough sea surface under an EM wave incidence at low grazing angle by using the finite element method

Astudyofscatteringfromavolumetrictargetaboverandomroughsurfaceisofgreatsignificanceintargetdetectioninterrainandoceanicclutters.Mostofanalyticalapproachestoroughsurfacescatteringarebasedonsomeapproximations,suchastheKirchhofftangentplaneapproximation,smallperturbationapproximation,two-scalemodelandothers[1].Analyticalstudyofscatteringfromanobjectabovethesurfacehasbeenlimitedtothemodelofasphereoracylinderaboveaplanarconductingsurface[2,3].Numericalmodelforsimulationofscatteringfromcomplextarget…     

室内无线传播中一种混合建模方法的改进

改进了一种基于射线跟踪法和时域有限差分法的混合方法,并用于室内无线传播的数值建模研究。推导了用于混合方法的完美匹配层(PML)吸收边界条件的有限差分公式,给出了对比结果。计算结果的图像显示,可以达到15%改善,并获得更准确的传播预测。