FDTD法分析高速集成电路芯片内互连线

本文首次利用时域有限差分(FDTD)法分析了高速集成电路芯片内半导体基片上的有耗互连传输线的电特性.文中提出了有耗吸收边界条件,推导了不同媒质交界面上的边界条件通用格式.在FDTD分析的基础上,得到传输线各种参数的频变特性,为芯片内电路模拟提供了可靠的参数.     

搅拌器配置对混波室场影响的FDTD分析

混波室能提供统计均匀和各向同性的场,是一种用于辐射发射、屏蔽效能及敏感度测试等电磁兼容测试的小室。本文用FDTD方法分析混波室的场分布,分析了搅拌器不同大小及不同倾斜角度对混波室时间平均场分布的影响,为实际设计混波室的搅拌器提供参考。最后给出了与数值分析相一致的实验结果。     

瞬变等离子体中电磁波频率漂移特性研究

推导一维瞬变磁化等离子体的时域有限差分(FDTD)递推式,并以一维金属谐振腔作为计算模型,分析了瞬变等离子体中电磁波频率漂移特性。从理论分析出发,得到了一维瞬变等离子体对电磁波作用的解析解。通过选取相同的模型和参数,将FDTD数值解与解析解进行对比, 验证了所用FDTD方法的准确性,在此基础上研究了瞬变等离子体中电磁波的频率漂移规律。     

Thompson—FDTD方法中的两步法

本文将流体力学领域的微分－－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换与时域有限差分（ＦＤＴＤ）技术结合起来，所形成的Ｔｈｏｍｐｓｏｎ－ＦＤＴＤ方法，首次用来计算和分析任意形状介质体的电磁散射特性，该方法至少具有两个明显的优点，可以把不规则形体变换成规则形体，有利于精确匹配边界条件；可以任意调配网格分布，有利于提高计算精度，其数值实现进一步证实了该方法能精确模拟任意形状介质目标的电磁散射过程。     

柱坐标系下FDTD算法的吸收边界条件

本文借助二阶准波方程式研究了柱坐标系下FDTD算法的一种吸收边界条件.根据这一边界条件,编制了相应的计算程序检验其吸收特性,并与均匀柱面波传播的简单吸收条件作了比较.计算结果表明,该吸收边界条件具有较好的吸收性能.     

磁化等离子体覆盖二维导体目标FDTD分析

采用z变换方法把FDTD推广应用于二维各向异性色散介质－磁化等离子体中,该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的问题,给出了各向异性磁化等离子体中FDTD迭代公式.计算了各向异性磁化等离子体涂敷Von Karman型导体柱前后其单站RCS的变化情况,分析了等离子体参数对其RCS的影响.结果表明恰当地选择等离子体参数能有效地减少目标的RCS.     

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。     

网格长度对FDTD计算的影响

基于平面波传播的物理性质，提出一种FDTD改进方法——在研究稳态问题时，为保证数字波前与入射方向垂直，网格划分不能是固定的，其长度之比应随人射方向变化。研究了改进方法对数值色散的影响，并与传统方法作了比较。在三维Yee网格中对平面波的模拟结果表明，改进方法的收敛性能大为提高，对远场散射的误差影响小。     

高速运动等离子体包覆目标的电磁散射特性研究

高超声速飞行器在临近空间执行高空任务时会与大气剧烈摩擦促使周围空气发生电离,从而在飞行器表面激发等离子体流场,其会严重干扰飞行器与雷达之间的无线通信,同时还会给运动雷达目标的电磁散射特性造成强烈影响。本文采用Lorentz-FDTD方法研究了等离子体鞘套包覆下的高速运动目标与电磁波之间的相互作用。根据相对论原理对运动等离子体的电磁特征参数进行数值建模,基于运动等离子体的物理模型,利用Lorentz-FDTD数值方法研究运动等离子体的电磁特征参数变化对雷达目标远场散射特性的影响,计算等离子体目标在不同物体速度下对电磁波的反射系数。研究结果显示：物体的运动速度会改变等离子体的介电常数,进而影响等离子体对电磁波的吸收和散射机制;在相对论效应和等离子体色散的共同影响下,高速运动等离子鞘套包覆目标物的电磁散射特性在不同的电磁波工作频段将呈现出复杂的变化规律。     

FDTD计算中非均匀网格网络的分析及综合

本文依据微波网络理论及网格波阻抗的概念,对时域有限差分(FDTD)计算中的非均匀网格反射波进行分析,提出了网格网络分析和综合的概念,分析了网格网络的反射特性,给出了网格网络的综合过程.基于上述理论和概念,在一维(TEM波)和三维微带结构以及方波导中实现了有关的非均匀网格的网络特性,其特性可用于沿传播方向的网格非均匀性的匹配,减小网格反射波及改进波的传播特性等.     

Analysis on the Calculation of Plasma Medium with Parallel SO‐FDTD Method

This paper introduces a novel parallel shift operator finite‐difference time‐domain (SO‐FDTD) method for plasma in the dispersive media. We calculate the interaction between the electromagnetic wave of various frequencies and non‐magnetized plasma by using the parallel SO‐FDTD method. Then, we compare the results, which are calculated with serial and parallel SO‐FDTD executions to obtain the speedup ratio and validate the parallel execution. We conclude that the parallel SO method has almost the same precision as the serial SO method, while the parallel approach expands the scope of memory and reduces the CPU time.     

基于FDTD方法的车载天线耦合特性分析

本文采用FDTD法对处于地面附近的车载通信天线的电磁兼容性进行了分析计算.克服传统方法存储量大,计算困难等缺点,并提高了计算速度和精度.文章最后以某军通信车为实体建模,计算仿真了车上3副天线的耦合度.所用方法及所得结果可作为通信率电磁兼容分析与设计的手段和依据.     

非均匀网格FDTD法

本文提出了一种新型非均匀网格的ＦＤＴＤ法，只需在大小网格连接边界上进行特殊处理，就能较好地解决计算量与精度之间的矛盾；采用本方法分析了柱体目标二维瞬时散射场，并与传统ＦＤＴＤ法作了比较。     

基于FDTD方法的通信对抗无人机干扰能力分析

天线是通信对抗系统的关键组成部分，其性能直接影响整个系统的作战效能。采用时域有限差分法（FDTD）分析无人机的机载VHF干扰天线，计算了天线的辐射方向图。以干扰有效压制区作为无人机通信干扰能力的评估指标，提出了一种计算无人机处于任意姿态时的地面干扰有效压制区的方法。计算结果证明了该方法的可行性和有效性。     

利用FDTD 法分析同轴馈源性能

本文利用FDTD 方法分析了同轴馈源的性能。文章首先介绍了共形FDTD 的建立方法,利用该方法分析了不 同激励形式时同轴馈源的性能,并给出同时形式和模方向图和差模方向图的工程实现方法。同轴馈源对实现反射面天 线的双频段馈源设计具有重要意义。     

空间等离子体鞘层的时域特性研究

空间等离子体环境,是计算机及各类电子设备所面临的新型恶劣环境。通过将设备表面简化为平面,给出了一维粒子层模型。根据静电场理论给出了描述鞘层电位的Poisson方程、等离子体理论和Boltzmann方程,给出了粒子数密度守恒方程。通过牛顿运动定律建立了等离子体的动量方程。基于Poisson方程、粒子数密度守恒方程和等离子体动量方程建立了等离子体鞘层动力学模型。该模型可以给出航天器表面附近等离子体鞘层形成过程的时域特性,如电荷通量、充电电位随时间的变化规律,为电子设备抗空间等离子体防护技术的研究提供理论基础。     

基于MEI方法的贴体网格FDTD方法

利用Thompson变换在任意形状的散射体外部产生共形的外部计算网络,并使FDTD计算区域的截断边界与散射体边界形状完全一致,时域不变性测试方程（MEI）方法被作为该截断边界上的局域吸收边界条件,从而大大压缩了FDTD的计算空间。数值试验结果证实,该方法可在不降低计算精度的前提下减少计算机内存需求。     

一种新的FDTD入射场设置方法

本文提出了一种新的入射场设置方法.采用一维FDTD算法来模拟入射波.所得结果与通常的入射场解析表达式的结果比较表明,采用一维FDTD算法引入的入射波在总场区分布均匀,在散射场区泄漏小.     

圆形槽波导的􀀂 FDTD 分析

圆形槽波导^[1]是一种新型的宽频带、大功率，低损耗和大尺寸波导结构，在毫米波、亚毫米波波段有重要应用前景。利用时域有限差分法（FDTD）分析了圆形皮导的传输特性，计算了圆形槽波导工作在主模TE^[1]11情况下的色散曲线和截止频率，并与已知的理论值相比较，两者一致性好。     

不均匀非磁化等离子体覆盖三维目标的FDTD分析

针对典型的目标模型,采用RC-FDTD算法计算不均匀非磁化等离子体覆盖三维导体球的双站和单站雷达散射截面（RCS）。分析了等离子体电子密度分布和等离子体碰撞频率对目标RCS缩减的影响。数值结果表明,等离子体隐身技术显著;双站结果显示,不均匀非磁化等离子体能在较大双站角范围内减小目标的RCS;单站结果说明,等离子体包层能在较大的频率范围内对目标RCS的缩减起作用。选择合适的等离子体参数可以加强隐身效果。