关于广泛开展高性能计算课程的教学探讨

高性能计算的广泛应用,说明开展高性能计算教学的必要性.根据开展高性能计算课程教学的可行性,提出了课程的基本教学方法:用PC机组建计算网络以及基于移植性较强并提供免费技术支持的MPI并行平台.在Windows操作系统上,虚拟Unix系统以模拟高性能程序设计.条件准许时,把设计成功的高性能计算程序推广到高性能计算系统上运行.在教学实践过程中证明,采用这种教学方法开展高性能计算的教学工作,对提高学生的自身能力,取得了良好的教学效果.     

各向异性材料一维光子晶体的传输特性研究

为研究由电各向异性材料和磁各向异性材料构建的一维光子晶体的电磁传输特性,分析了不同电等离子体频率和磁等离子体频率对TE极化波和TM极化波禁带宽度的影响规律。结果表明,磁等离子体频率对TE极化波及TM极化波的禁带宽度有较大的调节作用。当电导率和磁导率都为正的各向同性材料缺陷结构引入到光子晶体中时,会有电磁缺陷模式出现,而且缺陷模式的频率随缺陷厚度的增加而降低,同时缺陷的厚度对TM极化波缺陷模式的调谐作用大于对TE极化波的调谐作用,这对滤波器的频率调节具有潜在的应用价值。     

二维半空间时域有限差分瞬态场外推方法

An algorithm for extrapolating the transient field in two-dimensional half-space for the finite-difference time-domain(FDTD) method is firstly presented. In this algorithm, the far-zone scattered field consists of three parts. The first two parts of the field are generated by the equivalent electromagnetic currents at the extrapolation bound in upper space, propagating along the paths of directed and reflected waves, respectively. And the third part is resulted by that currents at that bound in lower space, its propagation following the path of the transmitted wave. To caculate the latter two parts, the reflection and transmission points should be determined with the knowledge of Snell's law and then projected on to the observation time bins, moreover the proper time of the wave propagating from the equivalent source to those points should also be worked out and used to delay those bins, with the reflection or transmission coefficients used as the contribution factor to the far field. Then the proposed algorithm is validated by the applying far-zone scattered fields to two examples.     

相控阵天线时域有限差分计算中激励源分析

在时域有限差分(FDTD)方法用于偶极阵列天线数值计算时,采用带有内电阻的缝隙馈电激励源模型,及选择自由度较大的调制高斯脉冲信号,来提高数值算法迭代计算的收敛速度;在各馈电单元的时域信号中通过引入合适时间延迟,实现对相应单元相位的控制。用二元相控阵列天线模型,验证了算法和程序是正确的;用六元相控圆形阵列天线,分析了该算法在实际相控阵天线问题分析中的应用。     

平面螺旋天线及其宽频带巴伦的设计

研究了平面等角螺旋天线设计方法。该天线采用渐变线宽带巴伦馈电,实现了不平衡馈电到平衡馈电的转换, 使得在整个频段内的反射损耗小于-10dB。同时通过在天线一侧设置圆台背腔,实现了天线非频变的单向辐射特性,其 增益达7.5dBi。仿真及测试结果显示,该天线具有良好的驻波比及宽频带辐射特性,满足实际使用要求。     

卫星模型散射FDTD计算的共形边界研究

根据卫星模型太阳能帆板平面相对卫星主体较大的特点，提出了共形边界的概念，即总场边界、外推边界和吸收边界的几何形状与目标外形轮廓相同．并把它应用在卫星模型时域有限差分（FUTD）计算中，以减少FUII）计算及存储量．首先讨论了FDTD方法中3种边界的共形处理方法，特别针对270°拐角处吸收边界的处理进行了详细分析．通过电偶极子辐射验证共形吸收边界具有良好的吸收外行波的性能．最后给出卫星模型远区后向散射时域波形，与常规长方体边界FDTD计算结果相符，验证了共形边界理论在FDTD计算应用中的正确性．卫星模型采用共形边界后节省内存约40．7％，缩短了计算时间，改善了计算性能．     

基于微扰理论的电磁感应场的求解

外加变化的电磁场作用于介质，在介质中积累感应源从而激发电磁感应场；外加的电磁场是已知的，在实验中测定的场是外加电磁场与感应场的总和；本文提出通过微扰理论求出电磁感应场的广义近似解，从而给出了对生产实际有着重要意义的求解方法。     

基于负相移特性的复合左右手传输线功分器小型化设计

针对传统方法设计的基于复合左右手传输线的双谐振小型化功分器,当功分器的两谐振频率点之比f2/f1(f2>f1)小于3时,复合左右手传输线长度大于四分之一波长,达不到功分器小型化设计要求的问题,根据左手传输线负相移特性,提出了使复合左右手传输线任意2个谐振频率点的相移分别为-π/2和π/2的方法。该方法可使两谐振频率点之比f2/f1小于3时的传输线长度小于四分之一波长。仿真结果表明,改进型功分器的尺寸比传统功分器的尺寸减小约26.4%。