N阶色散媒质的FDTD法与数学信号处理技术

提出了一种新的Ｎ阶色散媒质的时域分析方法,并将其表征为一组无限冲击响应滤波器,将色散媒质在ＦＤＴＤ中的表述问题转化为数字滤波器（ＩＩＲ）的设计问题。改进ＦＤＴＤ能分析处理与频率有关的电磁场问题。为验证此方法的有效性和可靠性,用此方法计算了高斯平面波脉冲入射Ｎ阶色散媒质的情况,计算结果与解析值非常吻合。     

一种适用于任意色散媒质的新型FDTD方法研究

本文提出一种新的适用于各种复杂色散媒质的时域有限差分法,将色散媒质表征为一组无限冲激响应滤波器(IIR),由此导出基于介电常数和导电系数的时域有限差分方程,并对算法的稳定性条件和数值色散关系进行分析.这种改进的FDTD能分析与频率有关的电磁场问题.为验证该方法的有效性和可靠性,本文用冲激响应不变法设计IIR滤波器模拟色散媒质,并对高斯脉冲入射色散媒质的情况进行数值模拟,结果与解析值完全吻合.     

一种处理多极Davidson-Cole色散媒质的FDTD改进方案

为模拟一般Davidson-Cole色散媒质中的电波传播,本文提出了一种时域有限差分(FDTD)改进方案,改进之处体现在:(1)适用媒质从单极推广到多极情形;(2)适用媒质从无磁推广到有磁情形;(3)保留了色散模型公式的静态电导率项;(4)补充了三维问题算例.改进方案中,面临的主要困难是差分离散分数阶导数.首先,利用帕德(Padé)多项式近似媒质的介电常数;其次,通过傅里叶逆变换(IFT)导出了一组整数阶的辅助微分方程(ADEs),从而巧妙克服了该困难.几个算例的结果和分析,初步证实了改进方案的可行性和有效性.     

介质色散特性的ⅡR数字滤波器模拟及其在FDTD上的应用

在用时域有限差分法（FDTD）分析色散媒质电磁问题过程中,采用无限冲激响应滤波器模拟媒质的色散特性,讨论了包括冲激响应不变法和双线性变换法等滤波器设计方法在这一新领域中的应用。改进的FDTD法利用成熟的数字信号处理技术分析处理了色散媒质瞬变电磁场问题,为数字信号处理技术在时域电磁场分析领域的应用提供了新的思路。为验证此方法的有效性和可靠性,分别用滤波器系统模拟了不同色散媒质。并在此基础上用FDTD对色散媒质电磁问题进行了分析计算,同时验证了结果。     

N阶色散媒质的瞬态散射特性

本文提出了Ｎ阶色散媒质瞬态特性的时域分析方法，结合Ｚ变换对常规的时域有限差分（ＦＤＴＤ）法进行了修正，改进后的ＦＤＴＤ法能分析和与频率有关的电磁场问题，具有方法简洁、易实现等优点。为验证此方法的有效性和可靠性，对Ｎ阶色散媒质的反向系数进行了分析与计算，并与已知的解析结果进行了比较，同时，采用此时域方法对Ｎ阶色散媒质和导体覆盖Ｎ阶色散媒质散射场进行了计算和分析。     

色散媒质中采用Z变换的ADI-FDTD方法

基于Z变换方法将ADI-FDTD推广应用于色散媒质,得到了二维情况下色散媒质中的迭代差分公式,同时给出了一种采用ⅡR滤波器结构来减少存储量的方法.本文方法适合于任意M阶色散媒质,最后,给出了一个算例,数据仿真结果表明,本文的算法与传统色散媒质中的FDTD相比,在计算结果吻合的情况下,存储量相当,计算效率却更高,时间步长仅仅由计算精度来决定.     

色散媒质中ADI-FDTD

基于交替方向隐式(ADI)技术的时域有限差分(FDTD)法是一种非条件稳定的计算方法，该方法的时间步长不受Courant稳定条件限制，而由数值色散误差决定。与传统的FDTD相比，ADI-FDTD增大了时间步长，从而缩短了总的计算时间。本文采用递归卷积方法将ADI-FDTD推广应用于色散媒质，推导了二维情况下色散媒质中的ADI-FDTD迭代公式。应用推导公式计算了色散土壤中目标的散射，并与色散媒质FDTD结果对比，在大量减少计算时间的情况下，两者结果符合很好。     

色散媒质二阶时域参量的演绎

为了实现色散媒质二阶时域参量的变换, 提出将色散媒质二阶参量演绎为时域参量的方法.以德拜媒质水为对象, 依据其本构参量和平面波在空气-水分界面上频域反射和透射系数, 先建立其频域超越方程式; 再依据易于得到的本构时域参量和待求的时域参量建立起其相应的时域超越方程式, 对其用迭代方法可演绎出二阶时域参量.通过时-频变换技术已证明方法的有效性.给出演绎过程和技术要点, 并对所得结果进行了讨论, 展示了因果关系.本演绎技术具有拓展延伸的潜力.     

色散媒质中的完全匹配层吸收边界

将Ａ．Ｐ．Ｚｈａｏ提出的与媒质无关的完全匹配层吸收边界推广到色散媒质中,推导出了用于色散媒质的无反射完全匹配条件。并对导电媒质进行了数值实验,结果十分理想。与Ｑ．Ｈ．Ｌｉｕ的方法相比,该方法可以应用到更复杂的媒质中。而与Ｓ．Ｄ．Ｇｅｄｎｅｙ的各向异性媒质吸收层相比,在角区的处理要简单得多,更适合于时域有限差分法,对于三维问题更是如此。     

色散媒质中ADI-FDTD的PML

基于交替方向隐式(ADI)技术的时域有限差分法(FDTD)是一种非条件稳定的计算方法,该方法的时间步长不受Courant稳定条件限制,而是由数值色散误差决定。与传统的FDTD相比, ADI-FDTD增大了时间步长, 从而缩短了总的计算时间。该文采用递归卷积(RC)方法导出了二维情况下色散媒质中ADI-FDTD的完全匹配层(PML)公式。应用推导公式计算了色散土壤中目标的散射,并与色散媒质中FDTD结果对比,在大量减少计算时间的情况下,两者结果符合较好。     

对数字信号处理技术的应用和发展的探讨

由于在当前高速发展的计算机技术背景下,导致计算机数字阶段成为当前的一个主流,根据对计算机数字阶段进行分析,其中必不可少的就是数字信号处理技术,为此人们普遍十分关注发展数字信号处理这一技术.本文在此背景下,简要说明现阶段数字信号处理技术和发展,剖析数字信号处理技术特征,另外还将短波收信设备过程应用信号处理技术当成案例来说明信号处理技术应用,最后分析数字信号处理技术,以便了解数字信号处理技术作用.     

等离子体散射FDTD分析的移位算子方法

色散介质的介电系数是频率的函数，使本构关系在时域成为卷积关系，这就给应用FDTD方法计算色散介质中波的散射和传播带来困难。文中把色散介质的相对介电系数写成以jω为自变量的有理分式函数，用δ/δt代替jω，过渡到时域，再引入离散时域移位算子代替时间微分算子来处理有理分式函数形式的介电系数，进而导出FDTD中电位移矢量D和电场强度E之间的关系。所得结果与Z变换理论的梯形近似结果一致，但与Z变换理论相比较，移位算子方法推导简单，概念简明。文中用移位算子结合FDTD方法分别计算一维等离子体平板的反射系数和二维等离子体柱的远场散射。所得结果与用Z变换理论结合FDTD方法计算的结果相符合。     

Accurate FDTD modelling for dispersive media using rational function and particle swarm optimisation

This article presents an accurate finite-difference time domain (FDTD) dispersive modelling suitable for complex dispersive media. A quadratic complex rational function (QCRF) is used to characterise their dispersive relations. To obtain accurate coefficients of QCRF, in this work, we use an analytical approach and a particle swarm optimisation (PSO) simultaneously. In specific, an analytical approach is used to obtain the QCRF matrix-solving equation and PSO is applied to adjust a weighting function of this equation. Numerical examples are used to illustrate the validity of the proposed FDTD dispersion model.     

MATLAB在数字信号处理教学中的应用

数字信号处理教学抽象性、理论性强,在教学中很多学生感到枯燥,影响了学生学习的积极性.将MATLAB技术应用到数字信号处理教学当中,将其作为重要的辅助教学手段,通过MATLAB进行示例与仿真,能够达到更好的教学效果.     

相关函数在数字信号处理中的应用

为了比较方便地对测量所得到的信号实现有用信号的检测、识别和提取,根据相关函数的3条基本性质,对相关函数在数字信号处理当中的应用进行了一些简要的探讨。由分析可知,对采集到的信号做相关函数的处理可以方便地对信号的周期性进行检测,确定未知参数的线性系统的频域响应,检测噪声中有用信号,并对噪声中的信号进行提取。由仿真结果可知这种方法简洁、行之有效。     

宽带数字信号处理及其在电子战中的应用

宽带数字信号处理是电子战研究的主题之一。相对于窄带而言,宽带会导致数字动态、灵敏度、多信号处理等变差。针对这些问题,结合现代先进的电子技术,介绍了宽带数字信号处理中的宽带采集、阵列处理、数字信道化以及数字储频干扰等技术,分析了宽带对这些技术的影响,探讨了宽带数字信号处理技术在电子战中的应用及发展方向,为研究数字信号处理技术的工程师提供有益的参考。     

数字信号处理对电子测量与仪器的影响

研究中发现电子测量和数字信号处理之间有密切的联系,电子仪器测量的过程中,需要数字信号处理的支持,才能确保电子测量工作的正常开展,因此,必须对二者之间的关系做进一步研究。文章主要分析了数字信号处理对电子测量仪器的影响。     

数字信号处理综合性实验项目设计

对＂数字信号处理＂实验内容进行改革,重新规划实验教学体系,开发出综合设计型的实验项目。把语音信号的实时采集、FFT谱分析、数字滤波器设计、滤波前后信号的时域和频谱波形的显示放到一个实验项目中。实验内容具有趣味性,能激发学习兴趣,收到良好效果。     

数字信号处理中的加窗问题探究

随着科学技术水平的不断提高,我国的数字信号处理技术也得到了较快的发展。尤其是在模拟信号向数字信号转化的具体过程里,利用加窗技术能够较好的提高实施的效率和质量。针对现今比较繁杂的信号分析处理方式以及相关要求来看,不仅要保证信号的精准还要确保其不失真。本文将针对数字信号处理中的加窗问题进行简要的探讨和研究,促进其更好的发展。