化学反应对微波非线性响应的实验研究和数值模拟

本文通过实验观测化学反应对微波反射的非线性变化，探讨了运用时域有限差分法模拟计算微波化学反应的方法，并给出计算实例。拓宽了时域有限差分法的应用领域，也为今后微波化学的工业应用提供基础。     

化学反应对微波非线性响应的实验研究和数值模拟

本文通过实验观测化学反应对微波反射的非线性变化,探讨了运用时域有限差分法模拟计算微波化学反应的方法,并给出计算实例。拓宽了时域有限差发法的应用领域,也为今后微波化学的工业应用提供基础。     

时域有限差分法计算微带电路中圆柱介质谐振器的谐振频率

采用时域有限差分法（ＦＤＴＤ）计算了微带电路中圆柱介质谐振器的谐振频率,求解了孤立ＤＲ、介质衬垫ＤＲ以及屏蔽的ＤＲ。计算结果与变分法计算的结果一致,验证了时域有限差分法的有效性,使时域有限差分法接近实际工程设计需要。     

化学与化工、石油与冶金工业

0014013化学反应对微波非线性响应的实验研究和数值模拟[刊]/刘长军//微波学报.—2000,16(2).—165～171(L)本文通过实验观测化学反应对微波反射的非线性变化,探讨了运用时域有限差分法模拟计算微波化学反应的方法,并给出计算实例。拓宽了时域有限差分法的应用领域,也为今后微波化学的工业应用提供基础。参80014014热分析逸出气体氨的测定[刊]/杜廷发//国防科技大     

基于时域有限差分法的广义传输矩阵的研究

文章研究了基于时域有限差分法的时域广义传输矩阵方法,时域广义传输矩阵在包含散射体的惠更斯等效面上计算和提取,通过时域积分方程和时域有限差分法的混合应用计算得出。本文同样给出了一个在等效面上RWG基函数和FDTD网格上的变换算法。基于时域有限差分法的时域广义传输矩阵方法比基于时域步进法（MOT）和积分方程的广义传输矩阵方法更加稳定。     

书讯

正由北京大学王长清、祝西里教授编著的"电磁场计算中的时域有限差分法"一书的第二版已于2014年2月由北京大学出版社作为"中外物理学精品书系"的前沿系列出版。该书全面系统地论述了时域有限差分(FDTD)法的基本原理及其在广泛领域的应用方法,并反映了最新发展成果。前三章介绍了时域有限差分法的基本原理,包括差分格式的建立,数值色散和稳定性以及网格的剖分方法。第四章系统地介绍了应用于开域问题的各种吸收边界条件。第五至七章讨论了时域有限差分法在散射、辐射、微波和光波线路分析中的应用。第八章专门讨论     

FDTD与DFT在分析开口式微波加热器中的应用

本文应用时域有限差分法（FDTD）和离散傅立叶变换（DFT）分析和计算了一种开口式同轴加热装置内部谐振场和外部辐射场，给出了使用两种不同激励源以及是否使用扼流槽后的场的结果。测量结果显示了这处方法的准确性。这种可移动的开口式加热器可以方便地提升对材料进行热处理的温度。     

微波多芯片组件中垂直通孔互连的研究进展

随着微波多芯片组件密度的不断提高,微波互连的不连续性成为制约其整体性能的瓶颈。从垂直互连通孔入手,介绍了垂直通孔互连的矩阵束矩量法、时域有限差分法、边基有限元法以及微波网络模型法和CAD模型法,分析了这些方法已经取得的结果,并指出了这些方法的优缺点。通过比较分析,认为时域有限差分法和边基有限元法是分析互连通孔最有优势的方法。     

一般正交曲线坐标系中的降维时域有限差分法

相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠定了基础。数值实验证实了这一方法的有效性。     

基于时域有限差分法的飞机用电设备电磁兼容整改方法

由于飞机用电设备电磁兼容整改过程中缺乏针对性整改措施,导致波形失真程度大。因此,文章提出基于时域有限差分法的飞机用电设备电磁兼容整改方法。引入时域有限差分法,计算电磁场干扰分量和电磁干扰隔离度,根据电磁干扰隔离度、电磁场干扰分量,选择合适材料,评估电磁兼容屏蔽场设计材料的综合性能,生成电磁兼容屏蔽场,滤波处理飞机用电设备电磁,优化线路布局和设计,实现基于时域有限差分法的飞机用电设备电磁兼容整改。实验结果证明,该方法有效控制波形失真程度在2mm内,可提高飞机用电设备的电磁兼容性能。     

Finite difference time-domain calculation of transients in antennaswith nonlinear loads

Transient currents for an antenna with a nonlinear load are calculated using finite-difference-time-domain (FDTD) methods. The FDTD electric field across the nonlinear load (which determines the voltage across the load) is calculated by solving a nonlinear equation at each time step. This allows the time step to be at the Courant limit, and is more efficient than reducing the time step size in all the FDTD cells to maintain stability in just the cell containing the nonlinear load. The stability of this approach relative to a simpler approach of approximating the diode as a variable resistor is demonstrated. As a validation of the method the transient current in a long dipole antenna with a nonlinear load excited by a pulsed plane wave is computed and compared with calculated results obtained by another method. The approach given here extends the applicability of the FDTD method to problems involving radiation and scattering from antennas including nonlinear loads     

Padé近似在光子晶体模拟中的应用

为了节省时域有限差分(FDTD)法的计算时间,提出了许多将FDTD的时域结果转换到频域的方法.文中介绍了一种基于Baker算法的Pade近似,并展示了其在光子晶体模拟中的应用.对频率为160THz,品质因子为5000的简单谐振子,结果显示Padé近似用28时间步数据得到的强度谱比快速傅里叶变换用220时间步数据得到的强度谱更精确.采用这一Padé近似,光子晶体平板结构中不同波矢对应的模式频率和品质因子及其能带结构可以在很短的FDTD输出结果下得出.另外,Padé近似也用于计算光子晶体微腔的模式频率和品质因子.     

时域有限差分法结合Pade逼近快速获取介质柱宽带RCS频率响应

由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的，远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时，如果采用频域变换法，需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此，本文引入Pade逼近，对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS频率响应进行逼近，然后用获得的Pade有理逼近式宽频带RCS频率响应。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线，同时计算速度可加快十多倍。     

FDTD calculation of wide-band antenna gain and efficiency

Absolute gain and radiation efficiency are calculated using the finite-difference-time-domain (FDTD) method. The method described utilizes pulsed excitation, so that wideband results are available from a single FDTD computation. The approach is demonstrated for a simple wire antenna geometry, and is validated by comparison with results obtained using the method of moments     

加脊双带线的特性阻抗

本文用时域有限差分(FDTD)法计算了零厚度和有限厚度双带线的特性阻抗。通过与微带线设计公式的结果比较说明FDTD计算特性阻抗是准确的。在此基础上计算了加脊双带线的特性阻抗与设计尺寸的关系，提供了设计曲线，并归纳出满足工程计算精度要求的综合设计近似公式。     

碰撞等离子体的高阶FDTD算法

给出了电磁波在均匀、碰撞等离子体中传播的四阶时间和四阶空间FDTD算法.该算法比Yee氏FDTD算法每一个网格每一维增加一个存储单元,与常规的二阶等离子体FDTD算法相同.由于采用四阶时间和四阶空间近似,因此该算法能有效地减小数字色散误差,其频带宽度比二阶算法的频带宽度更宽.为了验证该高阶算法的正确性,对均匀、碰撞等离子体平板的电磁波反射系数进行了计算,并与解析结果、二阶FDTD计算结果进行了比较,证明了该算法的高效和精确.     

多元Pade逼近结合FDTD法快速获取柱体宽角度和宽频带RCS

计算散射问题时,采用FDTD法可以很好地解决散射体比较复杂的一类问题。FDTD法的时域特征使得获取频率响应比较容易。但是,一般来说,FDTD法迭代计算的时间比较长。当计算散射体宽角度RCS时,每变换一个角度,就需要重新用FDTD法计算一次。同样,近远区时频变换也要消耗较多的计算时间。引入Pade多元逼近技术,可以大大节省计算时间。对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS响应进行逼近,然后用获得的Pade二元逼近式同时计算宽角度和宽频带RCS响应。文中采用了最小二乘法,进行全局约束,以充分利和已有信息,达到最佳副近的效果。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线,同时在计算速度上可加快十几倍。     

用FDTD法进行原油介质微波加热的模拟研究

本文用FDTD方法分析了不同加热介质下脊波导加热器的电场强度、损耗功率密度的空间分布及反射情况，为脊波导加热器的优化设计提供了有力依据。     

Coupled Field Inside Shielding Enclosure With an Aperture Due to Nearby Lightning

Due to a nearby lightning return stroke, the coupled electromagnetic (EM) fields inside a rectangular shielding enclosure, on the finitely conducting ground, with an aperture in one wall are calculated numerically by using the finite-difference time-domain (FDTD) method. First, the near fields generated by the return stroke are obtained in two-dimensional (2-D) cylindrical coordinates by the FDTD method. Then, the coupled fields inside a rectangular shielding enclosure are calculated in three-dimensional (3-D) rectangular coordinates through the total field-scattered field connecting boundary, with the sources obtained by coordinates transformations of the return stroke near fields