基于时域多分辨法微带线串扰分析

时域多分辨分析法作为一种时域计算方法,其吸收边界直接影响到计算的准确度。采用具有紧支撑性和对称性的CDF(2,6)尺度函数作为基函数得到了三维各向异性完全匹配层吸收边界;将时域多分辨分析法应用于微带线串扰分析中,给出了适用于任意尺度函数的集总电阻和阻抗电压源模拟方法,并用该方法分析了某印刷电路板上两根平行微带线的串扰问题。仿真结果表明:与传统的时域有限差分算法相比,以CDF(2,6)尺度函数为基函数的时域多分辨分析法只需要其一半的网格数,计算速度提高三倍,同时具有内存使用少、利用率高等特点。     

MRTD算法在一维PBG结构中的应用

将基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析(MRTD)算法用于光子带隙结构(PBG)的时域分析中,实现了MRTD算法的连接边界和PML吸收边界条件,并对带隙结构的反射系数进行了数值模拟和验证,所得结果与解析解一致.与传统FDTD 算法相比,MRTD算法在较大的网格散尺寸下,仍保证了精度,从而节省了内存并提高了计算效率.     

基于Haar小波包的时域多分辨分析法

把基于Haar小波的时域多分辨分析(MRTD)推广到Haar小波包,扩展了基函数的选择范围,导出了一维小波包MRTD(WP-MRTD)的时间迭代格式,并给出WP-MRTD与传统FDTD的接口算法.计算结果显示,用小波包基作为电磁场展开函数和小波基相比可以获得能量更集中的展开系数,有利于进一步提高计算效率;对于给定级数的小波包二叉树,存在一个最佳小波包基,使得计算效率最高.该方法可直接推广到二维和三维问题.     

基于Daubechies尺度函数的共形MRTD方法研究及其电磁散射应用

为了降低Yee氏蛙跳式网格划分的台阶误差,该文对3维曲面导体目标进行精确电磁建模,将时域多分辨(MRTD)算法与共形时域有限差分(CFDTD)算法结合,提出一种新的基于Daubechies尺度函数的共形时域多分辨(CMRTD)方法。该文提出将基于Daubechies尺度函数的MRTD迭代公式分解为若干传统FDTD迭代公式的线性组合,然后对最里面回路上的FDTD分解式运用局部共形技术,再将各个分解式进行线性组合,从而得到CMRTD结果。仿真结果表明,CMRTD方法既保持了MRTD方法节省计算资源、计算效率高等优点,同时明显提高了计算的精度。     

电磁脉冲斜入射时无限长近地细导线表面电流的计算

本文应用时域有限差分（FDTD）方法研究电磁脉冲斜入射下无限长细导线的表面感应电流,并考虑了有耗地面的影响,该问题可以转换为二维问题来计算,从而大大节约计算资源,文中给出了各种情况下的感应电流计算结果。     

超宽带电磁脉冲二维金属柱体时域逆散射成像的研究

本文研究了利用超宽带电磁脉冲对二维金属散射体进行成像算法 ,通过参考LSF算法〔5～ 8〕的基本思想 ,基本克服了Born迭代法在处理金属散射体时理论上的缺陷。并通过对求解大型“病态”线性方程组算法的改进 ,提高了二维金属散射体的时域逆散射成像算法的稳定性和二维金属散射体 (尤其是在存在多个散射体的情况下 )的成像质量。最后给出了相应的实验结果     

用基于Coifman尺度函数的多分辨时域分析计算电磁散射

本文利用Coifman尺度函数具有消失矩和紧支集的特点,提出了一种新的多分辨时域分析方法,研究了它的数值色散特性,并与通常的FDTD方法进行了比较.通过算例,表明该方法比通常的FDTD方法需要网格数量少、计算时间快.     

电磁拓扑结合积分方程求解电磁脉冲传播问题

提出一种求解电磁脉冲传播与耦合问题的方法。该方法的思路是将电磁拓扑方法与时域积分方程算法相结合,前者提供方法论,后者实现具体计算。可以提高分析效率,增大可计算目标及区域的尺度,克服复杂电子信息系统直接进行电磁计算的困难,并充分利用时域积分方程的优点。阐述了电磁拓扑理论分析和解决问题的基本思路,归纳了应用电磁拓扑解决电磁脉冲传播与耦合问题的四个主要步骤。提出了电磁拓扑与电磁计算的结合方法,并研究了时域积分方程加速方法。     

基于WLP-FDTD 的电源地网络时域快速分析方法

利用加权拉盖尔多项式-时域有限差分方法（WLP-FDTD）求解电源配送网络中电源地平面的瞬态响应过程。将电源地平面等效为二维电路模型,计算该模型在时域中的方程,采用拉盖尔基函数展开电流电压表达式,利用其正交性,避免了稳定约束条件进而得到方程的求解。与传统的时域有限差分方法（FDTD）相比,提出的方法分离了时间和空间变量,不受稳定条件的约束,在计算电源地平面剖分网格数较多时,具有较高的计算速率。仿真结果表明在电源地平面的分析中采用二维WLP-FDTD 比FDTD 的效率更高。     

屏蔽室接地位置不同对其屏蔽效能的影响研究

为分析屏蔽室不同接地位置对其屏蔽效能的影响,应用并行时域有限差分算法,对雷电电磁脉冲和高空核电磁脉冲与开孔屏蔽室的耦合问题进行了数值模拟。计算了屏蔽室在两种接地位置下(前点接地、后点接地)内部的耦合电场,并进行了局部实验验证。研究结果表明:接地点与屏蔽室开孔位置间的距离远,屏蔽效能高;距离近则屏蔽效能低。     

辛时域多分辨率算法在波导结构仿真中的应用

文中基于Daubechies紧支撑尺度函数的辛时域多分辨率(symplectic multiresolution time-domain,S-MRTD)算法,在时间方向上采用优化的3级3阶的辛算子进行离散,以减少时间步的迭代次数,在空间方向上采用小波尺度函数展开算法进行离散.给出了S-MRTD算法的三维迭代公式,并将其...     

时域有限差分法中金属薄板边缘场差分方程的修正

本文提出了一种时域有限差分法中金属薄板边缘场修正的差分方程.以带状线和V形天线为例检验了修正的差分方程的有效性,数值结果表明,和金属板边缘阶梯近似相比,计算精度大大提高.     

利用时间步进算法精确稳定求解时域积分方程

 时域阻抗矩阵元素的计算需要分别计算场单元和源单元上的空时积分,由于时间基函数的分域性以及时间基函数(如三角型时间基函数)导数的不连续性,使得采用高斯积分方法计算源单元上空时积分的计算精度较差且误差随着时间步长的减小而增大.本文通过将源单元上空时积分转变成为1D时间卷积分和1D空间解析积分来精确计算时域阻抗矩阵元素,并在此基础上利用时间步进算法求解了时域电场、磁场和混合场积分方程.通过计算实例表明该方法在较大的时间步长取值范围内均能确保时域积分方程时间步进算法求解的精度和后时稳定性.     

ADI-FDTD+GRT在波导电路分析中的应用

本文研究时域有限差分法(FDTD)的一种新的时空压缩技术,并应用于波导电路的分析.首先分析了软激励条件下的改进的几何重置技术(GRT),研究了合理选择源面与参考面的放置位置,使GRT不仅减小了吸收边界对计算结果的影响,而且节省了计算空间,还可以精确得到全部散射参量.另外阐述了与交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)相结合,使计算空间和时间同时被压缩,达到节省计算资源的目的.为了衡量ADI-FDTD+GRT算法的计算精度和效率,分析了包含不连续结构的波导作为算例,将其数值计算结果分别与传统FDTD和HFSS作比较,并将端面和参考面不同间距的ADI-FDTD+GRT与传统ADI-FDTD在仿真结果和资源占用方面进行对比,结果表明本文算法是精确和高效的.     

有限口径衍射微光学元件的严格矢量分析

利用二维时域有限差分方法（FDTD）对有限口径衍射微光学元件进行严格矢量分析。讨论了算法的数值色散，计算空间吸收边界的设置和FDTD计算区稳定电磁场向观察的传播算法，它们构成严格分析有限口径衍射微光学元件的有效工具。利用该工具严格分析了衍射微柱透镜衍射效率与面型量化阶次、透镜F数的关系，分析结论对衍射微光学元件的实际应用和设计都有指导意义。     

ADI-FDTD方法在乳腺癌检测正向计算中的应用

传统的时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)算法受到稳定性条件的制约, 时间步长受限于空间网格的尺寸.医学应用讲究即时性, 为提高成像的速度, 文中采用无条件稳定的交替隐式时域有限差分(Alternating-Direction Implicit Finite-Difference Time-Domain, ADI-FDTD)算法替代传统的FDTD算法进行正向计算, 通过实验得出采用ADI-FDTD算法在保证精度的前提下, 计算时间可缩短为FDTD算法的四分之一, 为乳腺癌微波即时成像提供了可能.     

柱坐标系中的驻波-行波边界条件

时域有限差分法模拟中所用的驻波-行波边界条件(STWBC)具有较高的计算效率,且非常易于实现.但此吸收边界条件最初仅用于直角坐标的情形.文章将STWBC扩展到柱坐标的情形与直角坐标的情形一样,柱坐标中的STWBC也在计算域外附加理想导电(磁)壁进行截断,并将边界处的驻波转化为行波,从而模拟行波在无限大空间的传播.文中给出的数值算例证明了此种吸收边界条件的有效性.     

拱形坑道建模及吸收边界性能比较

建立了侧壁拱顶形坑道模型,该模型可根据实际需要在0～π/2范围内选择坑道的弧度.将坑道看成有耗波导,采用TE10模和TMn模进行强迫激励,在此基础上比较了完全匹配层(Perfect Matched Layer,PML)、各向异性完全匹配层(Uniaxial PML,UPML)和卷积完全匹配层(Convolutional PML,CPML)三种在坑道计算模型中常用的吸收边界条件各方面的性能.数值结果表明:CPML边界条件可以有效吸收低频凋落模,克服了PML和UPML用于长时间计算造成的晚时反射,减小了计算域,缩短了计算时间.     

一般正交曲线坐标系中的降维时域有限差分法

相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠定了基础。数值实验证实了这一方法的有效性。     

地闪电磁脉冲对近地电缆外导体的耦合研究

采用时域有限差分法计算得出地闪回击电流近场在地面附近的分布,将场值代入离散化后的传输线方程后,计算了近地电缆外导体上的感应电流,分析了大地电参数、导线架高、长度以及与雷击通道距离等因素对感应电流的影响.计算结果显示,距雷击通道200m以内的近场对敏感设备及系统构成的威胁最为严重,应作为地闪电磁脉冲环境预测研究的重点.