基于时域多分辨分析方法的地闪雷电电磁脉冲计算

为提高地闪回击电流辐射场的计算效率,提出基于时域多分辨分析的雷电电磁脉冲计算方法.在二维柱坐标系下,以具有紧支撑的Daubechies小波尺度函数作为时域多分辨算法的展开基函数,推导出该算法在二维柱坐标系下的迭代计算公式;采用完全匹配层吸收边界条件截断计算域.利用该算法计算了与放电通道不同距离处雷电电磁脉冲的各个场分量.将所得结果与时域有限差分法的计算结果进行比较,结果表明:二者具有较好的一致性;在相同精度要求下,时域多分辨算法不仅具有更好的数值色散特性,还提高了计算效率、降低了计算内存开销.     

基于时域BLT方程的插槽对微带线间串扰分析

紧密放在印制电路板上的多条微带线之间会产生串扰,这是电磁干扰领域一个非常重要的问题,而接地插槽则会对微带线间的串扰产生影响,所以研究接地插槽对微带线间的串扰影响也是非常重要的。在本文中,使用时域BLT方程结合FDTD方法分析微带线间的时域串扰,将其结果与仿真结果进行了比较,验证了该方法的准确性,并分别改变槽的宽度和长度来分析微带线之间串扰的影响。分析结果表明:微带线间的串扰随着槽的宽度增大而增加,微带线间串扰的时间范围随着槽的长度增大而增大。     

TDMEI在高速集成电路串扰分析中的应用

使用时域测度不变方程法(TDMEI)作为时域有限差分方法(FDTD)的吸收边界条件，提出了一种对高速集成电路中互连线的串扰进行分析的新方法。使用一阶TDMEI吸收边界条件可以充分发挥它与激励源无关的优点，减小计算量．同时保证一定的精度。数值计算结果表明了该方法在串扰分析中的有效性，与其方法及测量结果比较．一致性较好。     

MRTD算法的APML实现及其在光波导仿真中的应用

实现了基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析(MRTD)算法的各向异性理想匹配层(APML)吸收边界条件,并将其应用到平面光波导的仿真和分析中。验证结果表明,APML吸收层性能主要由其层数和计算空间步长所决定。与传统的时域有限差分(FDTD)法相比,基于高阶消失矩Daubechies尺度函数的MRTD法可以提高吸收层性能。     

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.     

用时域变换的方法计算微带线的有效介电常数

使用了各向异性的PML吸收边界条件来截断时域有限差分网格,对具有匹配负载的微带线中的电磁波的传播进行了模拟,并通过时域变换来计算微带线的有效介电常数,首次把各向异性的PML吸收边界 数值模拟终端负载以及时域变换等技术结合起来,引入到有关微带线的计算中来,以替代分别用完全电壁和守全磁壁进行两次计算的边界条件,从计算结果看,该结果同分别使用完全电壁和完全磁壁进行两次计算的边界条件所得的结果符合得很好,并且在计算上更简洁。可以看出各向异性的PML吸收边界条件对用时域近似这类方法来解决微带线问题非常适用。     

改进FGA优化设计T型微带线地平面结构

提出了一种新型模糊遗传算法(FGA)用于优化地参考面光子带隙(photonic bandgap,PBG)结构,降低高速电路中T型微带线串扰.该方法通过模糊控制器自适应调整遗传算子参数(杂交率和变异率),提高收敛速度并保证全局搜索能力.基于PML-FDTD法,适应度函数由串扰、反射损耗等各性能指标的加权构建,以此优化了PBG结构地参考面上T型微带线的串扰.对选用不同权系数的适应度函数进行仿真对比,其数值结果表明,采用该方法PBG参考面上的T型微带线对邻近线的串扰减小了8 dB,并且明显地降低了反射损耗和信号失真.     

降低耦合微带线间串扰问题--FDTD分析

考虑耦合微带线结构的远端串扰问题,用FDTD方法对不同结构的耦合微带线(普通耦合微带线,上方覆盖一层电介质层的耦合微带线,有封装结构的耦合微带线)进行了全波分析后得出结论：在耦合微带线上方覆盖一层电介质层,能降低其远端串扰。     

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。     

基于小波函数的时域多分辨分析在近场光学中的应用

实现了基于双正交的Cohen Daubechies Feauveau（CDF）小波的时域多分辨分析（MRTD）,并将其用于近场电磁散射模拟中。结果表明,在相同的网格划分下基于小波的MRTD比基于尺度函数的MRTD具有更高的数值准确性。最后,对带纳米金属棒孔径光纤探针成像进行了数值模拟,结果显示其成像效果优于普通孔径探针。     

一种改进的Mur吸收边界条件

吸收边界条件是时域有限差分(FDTD)算法解决电磁问题的重要条件。提出一种改进的吸收边界条件。将惠更斯面推广到二维的时域有限差分算法中,并利用惠更斯面来改进Mur吸收边界。惠更斯面具有理论基础成熟、编程简单、占用的计算内存少等优点,可以方便地插入到FDTD计算域中。FDTD数值仿真证明,惠更斯面在增加少量计算量的同时大幅度提高了Mur边界的吸收性能。而在应用的截断边界元胞数目相同的情况下,改进的Mur吸收边界能达到比PML吸收边界更好的吸收效果。     

Multiresolution time-domain algorithm using CDF biorthogonalwavelets

A new approach to the multiresolution time-domain (MRTD) algorithm is presented in this paper by introducing a field expansion in terms of biorthogonal scaling and wavelet functions. Particular focus is placed on the Cohen-Daubechies-Feauveau (CDF) biorthogonal-wavelet class, although the methodology is appropriate for general biorthogonal wavelets. The computational efficiency and numerical dispersion of the MRTD algorithm are addressed, considering several CDF biorthogonal wavelets, as well as other wavelet families. The advantages of the biorthogonal MRTD method are presented, with emphasis on numerical issues     

基于MRTD的天线电磁辐射分析

系统地研究了时域多分辨（MRTD）算法,并利用该算法计算天线的电磁辐射,验证与其他算法比较下所具有的优越性,推导出采用具有紧支撑特性的Daubechies小波作为展开基的MRTD算法的计算公式,分析其色散特性和吸收边界条件,通过模型分析圆柱形单极天线的电磁辐射,仿真出该天线的一系列电参数值,经过优化可以得出比较理想的结果。结果表明MRTD具有良好的色散特性和精度,同时还具有计算速度快、存储空间少和内存使用量小等优点,有效地弥补了其他计算机电磁算法的不足。     

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,并将其应用到波导结构相关特征参数的数值计算和分析中. 数值计算结果表明,与传统的MRTD算法相比,S-MRTD算法在使用粗网格和较高的稳定性常数时,仍能得到精确计算结果,且具有内存使用少、计算效率高的特点.     

Three-dimensional biorthogonal multiresolution time-domain method and its application to electromagnetic scattering problems

A three-dimensional (3-D) multiresolution time-domain (MRTD) analysis is presented based on a biorthogonal-wavelet expansion, with application to electromagnetic-scattering problems. We employ the Cohen-Daubechies-Feauveau (CDF) biorthogonal wavelet basis, characterized by the maximum number of vanishing moments for a given support. We utilize wavelets and scaling functions of compact support, yielding update equations involving a small number of proximate field components. A detailed analysis is presented on algorithm implementation, with example numerical results compared to data computed via the conventional finite-difference time-domain (FDTD) method. It is demonstrated that for 3-D scattering problems the CDF-based MRTD often provides significant computational savings (in computer memory and run time) relative to FDTD, while retaining numerical accuracy.     

Comparison of the dispersion properties of higher order FDTD schemes and equivalent-sized MRTD schemes

The dispersion errors of higher order finite-difference time-domain (HO-FDTD) algorithms are compared to those of multiresolution time-domain (MRTD) algorithms that have equivalent spatial stencil sizes. Both scaling-function-based MRTD (S-MRTD) and wavelet-function-based MRTD (W-MRTD) schemes are considered. In particular, the MRTD schemes considered include the Coifman scaling functions and the Cohen-Daubechies-Feauveau (CDF) biorthogonal scaling and wavelet functions. In general, the HO-FDTD schemes are more accurate than their MRTD counterparts.     

高阶FDTD法分析电-大尺寸光波导器件

高阶时域有限差分(FDTD)法用于电-大尺寸平面光波导器件的时域分析,实现了高阶FDTD法的理想匹配层(PML)吸收边界条件;研究了高阶FDTD法的数值色散特性,并对平行介质带定向耦合器进行了数值模拟,所得结果与解析解非常一致。     

Modal MRTD approaches for the efficient analysis of waveguidediscontinuities

This paper, the multi-resolution time-domain (MRTD) technique is applied to the waveguide discontinuity problem for fast-scattering parameter computation. To improve the computational efficiency, both three-dimensional (3-D) waveguide regions, including discontinuities, and one dimensional (1-D) homogeneous waveguide region, terminated with the modal absorbing boundary condition (ABC), are simulated in the wavelet domain with the mode composition/expansion algorithm from the modal analysis. A WG-90 rectangular waveguide with a thick asymmetric iris is analyzed and the numerical results are compared with conventional finite-difference time-domain (FDTD) results and mode-matching results