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(FDTD)计算中,以减少FDTD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．     

计算埋地目标瞬态散射场的FDTD方法──TM情况

地下目标的瞬态电磁散射特性模拟对于探测,检验及识别埋地浅层目标的工程应用,特别是冲击探地雷达的研究具有重要的理论及应用价值。为此,本文对计算电磁学的时域有限差分（ＦＤＴＤ）法进行了研究,我们模拟了在高斯脉冲激励下地下多种无限长柱目标的散射场,结果表明ＦＤＴＤ方法可以精确,高效地模拟地下目标的瞬态电磁散射。     

二维系统中的共形群

确定了共形映射与坐标变换之间的关系;推导了共形群的四个子群和二维共形Ward恒等式;综述了二维共形场论的理论基础及其于Virasoro代数的关系。     

共形FDTD分析圆形光子带隙微带结构

为了研究含弯曲边界结构的微波光子晶体微带结构的电磁特性,应用了一种局部共形网格有限时域差分方法,通过修改磁场迭代方程,可有效提高计算精度．在此基础上计算了不同圆孔周期、圆孔半径的微带光子晶体结构的S参数．分析结果表明,圆孔周期决定禁带中心频率,而圆孔半径影响着禁带的宽度和深度．     

基于FDTD瞬态分析的三维目标宽带RCS频率响应的快速获取

采用基于时域有限差分法(FDTD)的瞬态分析来快速获取三维目标宽带RCS频率响应.叙述了常规FDTD方法的原理,并研究了瞬态分析计算宽带RCS频率响应的过程.随后使用程序计算了导体立方体和各向同性介质立方体的频率响应情况,并与文献上的结果进行对比,证明了该算法有良好的计算精度和效率.随后计算了导体开槽空心球体和各向同性介质开槽立方体的宽带RCS频率响应特性,并对结果进行了分析.以上结果都说明该方法可靠、高效和准确.     

运动导体平面电磁散射的FDTD仿真

提出了一种用于运动导体平面目标电磁散射问题的新方法。该方法基于时域有限差分方法,在分界面处利用相对边界条件进行处理。和其他方法相比,该方法不需要进行坐标系的变换,也不需要在分界面处对入射场进行插值和确定总场的存放位置,因此更节省计算量和计算时间。用该方法对高速运动的无限大金属导体表面的电磁散射进行了仿真,数值计算结果表明了该方法的精确性与高效性。     

用FDTD法分析小腿的电磁散射特性

研究了利用微波检测白血病及监测白血病治疗过程的有关理论和技术。用FDTD法分析了当微波源采用800 MHz的无限长均匀线电流源和电偶极子天线时,人体小腿上部电磁散射特性与骨髓癌变程度的关系。数值结果表明,当采用电偶极子天线作为微波源时,可以获得较佳的分辨率及检测灵敏度。     

基于FDTD汽车点火系统电磁辐射的研究

电磁兼容是现代汽车设计中的关键及难点问题,点火系统是汽车内电磁辐射干扰的主要激励源,对点火系统电磁辐射计算方法的研究,是汽车电磁兼容问题研究的热点.在推导含电阻元件Yee元胞的时域有限差分法算式的基础上,构建了合理的激励源模式,借助AUTOCAD技术,建立了计算某型号汽车点火系统电磁辐射强度的时域有限差分法模型,并计算出了该型汽车点火系统高压导线在车内产生的辐射电场值.相关工作和结论对汽车电磁兼容问题的分析与预测具有一定的参考价值.     

FDTD方法在柱面波及半空间有耗介质散射问题中的应用

以柱面波及半空间有耗介质散射问题为例,研究了在时域有限差分计算分区的总场边界上入射波设置的波前逐步推进方法．给出了以Ｇｒｅｅｎ函数表述的、用于近－远场外推的统一公式,适用于自由空间以及地下介质电参数任意时的半空间中目标远区散射场的求解．几个数值计算例子验证了应用时域有限差分方法的有效性．     

基于FDTD法的手机电磁辐射对人体影响的分析

时域有限差分(FDTD)法是一种常用的电磁波辐射分析方法,文章研究了手机电磁辐射的产生机理,利用FDTD法,结合手机辐射的电磁模型以及人体的生物电磁模型,介绍了基于FDTD法的手机辐射计算方法,并就手机辐射对人体的影响以及应该采取的防护措施进行了讨论.     

有源集成天线的时域有限差分法分析

将有源器件Gunn管的非线性集中模型直接编入时域有限差分算法，分析了有源天线的时域瞬态响应，计算结果基本上和实验结果吻合，为有源天线的分析设计提供了一条新的途径。     

利用FDTD与传输方程混合计算散射系数的方法

利用FDTD(F in ite-D ifference Tim e-Domain)方法分析天线等无耗传输线馈电问题的散射系数时,为了得到输入电压和反射电压的时域信号,必须将FDTD仿真程序重复运行两遍.这对计算域较大的问题来说要花费很长的仿真时间和占用较大的存储容量,而实际散射系数中用到的端口输入电压与激励信号在时域波形上必须完全一致,只不过因为输入端口取样位置的不同,输入电压相对于激励信号在时间上有所延迟.对于无耗传输线其反射电压的最大值与输入电压的最大值应该相等.因此,利用已知的输入电压取样位置和电磁波的传输速度,并结合无耗传输线的波动方程(电报方程),可以从理论上推导出输入电压的时域波形和表示方程.这样在计算散射参数时就不需要用FDTD仿真来获得输入信号,而只需要进行一次FDTD运算获得所需的反射信号即可.在此不仅推导出了无耗传输线上任意一点电压、电流的时域表达式,还利用它计算出了微带线馈电的矩形贴片天线和低通滤波器的散射参数,并与二次FDTD仿真获得的结果进行了对比,二者结果完全一致.但使用此方法使仿真时间和存储量都节约了一倍.     

用于FDTD的复杂目标的建模

提出了一种用于时域有限差分（ＦＤＴＤ）方法的复杂目标建模过程．通过建立目标参数描述文件,进行网格剖分,最后给出ＦＤＴＤ离散模型．目标建模与ＦＤＴＤ程序结合可以计算复杂目标的ＲＣＳ．离散模型显示的数据文件具有占用内存小的特点,适合于微机运行．同时应用ＡｕｔｏＣＡＤ系统显示目标模型,对建模过程进行实时显示,以验证建模的正确性．     

An improved nonlinear approach to electromagnetic scattering

To solve the difficult scattering problem, Born approximation, the most prevalent method, is used to linearize the expression of the problem. However, for electromagnetic (EM) scattering problem, especially in many practical cases, it has poor effect. On the base of works done by other geophysicists, the authors suggest a new approximation approach that greatly surpasses Born approximation. It is illustrated by an example of 2-D crosswell electromagnetic imaging. Synopsis of the first author Zhang Rongfeng, Doctoral student, born in Sept. 1968, majoring in surveys and theory research of electric methods.