基于细线散射的时域有限差分法

研究一种基于细线散射的时域有限差分法。利用该法可求解细线结构的电磁辐射及散射等问题，与传统时域有限差分法相比，该法处理细线结构更简单、有效。还利用该法研究了线天线电磁辐射、散射问题，并将结果与时域积分方程的结果进行了比对，取得了较好效果。     

求解时域电场积分方程的偏置网格有限差分法

细线、薄板状良导体的时域散射特性可由“全切向”时域电场积分方程（TDEFIE）描述。本文采用偏置网格的有限差分方法数值求解“全切向”TDEFIE。这种网格充分利用物体的几何、物理特性,数值实现简便。利用这种方法,本文研究了电磁辐射、散射的三个经典问题,同时分析了方法本身的数值稳定性。数值结果表明,该方法求解时域电场积分方程有效。     

时域电场积分方程的稳定求解

提出了一种基于时域电场积分方程的稳定精确数值方法计算任意形状理想导体的时域散射.矢量位的时间导数采用中心差分近似,而标量位采用时间平均表示,并且标量位和矢量位在单元上随时间变化采用单元中心处的值来计算.将该方法与隐式方法相结合可以得到稳定精确的求解结果,而不必对电流密度进行时间或空间平均的处理过程.从模拟结果证明了该方法的稳定性和精确性.     

一种基于积分求导(DQ)的时域有限差分法(TD-FD)

本文提出用DQ(Differential Quadrature)将Maxwell方程中的部分偏微分进行近似计算,从而减少时域有限差分法(TD-FD)算法中的网络节点数目,节省计算机的内存,提高TD-FD的分析效率.     

基于细线散射的时域有限差分法

研究一种基于细线散射的时域有限差分法。利用该法可求解细线结构的电磁辐射及散射等问题。与传统时域有限差分法相比,该法处理细线结构更简单、有效。还利用该法研究了线天线电磁辐射、散射问题,并将结果与时域积分方程的结果进行了比对,取得了较好效果。     

时域有限差分技术结合Thompson变换计算复杂形体的电磁散射问题

本文首次将微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换应用到电磁散射领域，为解决复杂物体的电磁微射问题提供了一种全新的方法。该方法先利用微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换将形体变换为计算域内的规则形体，再用时域有限差分法在计算域内求出分布，由变换的一一对应关系直接得出物理域内的场值。具体计算实例成功验证了该方法的有效性。     

RCS数值计算的时域有限体积方法

以空间无限长导体圆柱雷达散射截面(RCS)的数值计算为例,分析、研究了时域有限体积(FVTD)方法在电磁场数值计算中的应用方法,通过对不同散射条件下RCS的计算,并对数值计算结果进行了较为深入的分析。结果表明,计算结果与解析结果吻合较好。     

精确快速计算时域积分方程中奇异性积分的新方法

该文首先利用参数坐标和广义Duffy坐标变换将时域电场积分方程(TDEFIE)的奇异性积分转换成非奇异性积分,然后根据时间基函数的特点将该积分转换成可以快速精确计算的分区域积分。数值计算实例表明,该方法可以大幅度提高求解TDEFIE的后时稳定性和解的精度,而不必采用任何求平均的过程。该方法适用于任意类型的时间基函数并可方便地推广到高阶曲面拟合和高阶空间基函数情形。     

细线结构时域电场积分方程的有限差分求解

提出一种求解基于细线结构的时域电场积分方程 ( TDEFIE)的方法 -有限差分方法。与传统求解时域电场积分方程的时域矩量法相比 ,该方法易于数值实现。文中还利用该方法研究了电磁辐射、散射的三个经典问题 ,并将结果与时域矩量法的结果进行了比对 ,研究表明 ,该方法求解细线结构的 TDEFIE非常有效。     

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。     

三维最优时域有限差分方法

数值色散是时域有限差分方法(FDTD)中最主要的误差来源,导致数值相速成为频率和方向的函数。文中讨论了一种基于最优有限冲激滤波器设计方法的最优差分格式,从频率空间或者波数空间中实现对理想偏微分算子的逼近,构造一种新的具有低数值色散关系的最优时域有限差分方法。文中导出了其数值色散关系和进行了稳定性分析,并通过与常用的基于泰勒级数展开定理的高阶(2,4)时域有限差分法相比较,发现最优时域有限差分法的数值色散得到了极大的改善。最后通过一个数值例子来验证其有效性。     

基于时域有限差分方法的点衍射波前误差分析

小孔的直径影响小孔衍射波前的误差,进而会影响点衍射干涉(PDI)检测的精度。基于矢量衍射理论中的时域有限差分(FDTD)方法,精确分析了可见光情况下衍射小孔直径接近以及小于入射光波长时所对应的衍射波前相对于标准球面波的偏离误差。数值仿真结果表明,当小孔的直径为400 nm时,所对应的数值孔径为0.65的衍射波前的误差峰谷值小于1 nm,而误差均方根值小于0.35 nm。随着小孔尺寸的减小,其衍射波前的误差进一步减小。仿真结果原理上验证了小孔点衍射干涉方法用于实现大数值孔径球面的高精度检测的可行性,并为实际检测中点衍射小孔尺寸的选择提供了精确的数值依据。     

时域有限差分法的Matlab仿真

介绍了时域有限差分法的基本原理，并利用Matlab仿真，对矩形波导谐振腔中的电磁场作了模拟和分析。     

横向沙丘表面电磁散射的时域有限差分法研究

空对地海目标的监测、识别是用电磁波与处于地海环境中的目标相互作用的散射和辐射来获取信息、制导和目标截获的,为了满足地海环境中目标的监测、识别的需要,首先要研究地海环境的电磁散射特性;应用指数型分布粗糙面模拟横向沙丘表面的高度起伏情况,采用蒙特卡罗方法模拟横向沙丘迎风坡、背风坡表面以及沙丘之间的平坦沙漠表面,使用Herkelrath提出的土壤湿度与介电常数的通用式计算沙土的介电常数,运用FDTD计算方法研究了横向沙丘的电磁散射特性,得到了散射系数的角分布曲线;数值计算了沙丘坡顶高度,沙丘迎风坡与背风坡坡底到坡顶的水平距离,沙丘坡顶间间距,入射角度以及沙土湿度对散射系数的影响;计算结果表明,沙丘坡顶高度、沙丘迎风坡坡底到坡顶的水平距离、沙丘坡顶间间距、入射角度和沙土湿度对散射系数的影响较大,而沙丘背风坡坡底到坡顶的水平距离对散射系数的影响较为复杂。     

基于区域分解的大规模并行有限元快速算法

区域分解方法是近来发展迅速的有限元求解方法之一.基于有限元区域分解方法以及多重网格的思想,我们研究了自适应求解以及离散扫频快速算法,并采用自主研发的高性能计算并行框架,将基于区域分解的大规模并行有限元快速算法进行了实现,并行规模能够扩展到数万CPU 核.我们在文中将展示程序的核心架构,以及如何采用多重网格算法的思想实现有效的粗网格校正技术,从而实现有限元线性系统的多次快速求解,加速自适应求解和离散扫频.最后,对算法进行了准确性验证以及大规模并行测试.     

有限深度海域海面电磁散射的FDTD 方法研究

雷达能够探测、遥感有限深度海域的海面及附近目标,针对这一需求,采用改进的文氏海谱和Monte Carlo 方法模拟有限深度海域海面,选取Debye 模型计算海水介电常数,运用时域有限差分法研究了有限深度海域海面 电磁散射,仿真了散射系数的角分布曲线。仿真结果表明:散射系数随散射角振荡变化,在镜反射方向处产生散射增强 效应;海水深度虽然对散射系数影响较小,但是仍有规律可循,海水深度越大,散射系数越小;海面风速、入射角、风区范 围对散射系数影响较大,风速越大,散射系数越小;入射角越大,散射系数越小;风区范围越大,散射系数越小。     

语音特性的时域“有限分辨率”

在一短段时间里，语音信号保持相对稳定，这种“短时性”是语音信号的重要特性。听觉来泊于空气的复合振动，也就是说，语音在频域上的频谱结构反映了语音的特性，在时域上则体现为周期性，然而，周期性是一定长时域才能表现出的整体特性，这样可定义为“长时性”。“长时性”导致了语音特性性的时域“有限分辨率”。只有将语音信号的“短时性”和“长时性”相结合，才能提以出最佳的语音特性。     

FDTD方法及其在多注电子光学系统研究中的应用

采用时域有限差分(FDTD)方法对L波段100 kW多注速调管的单个电子枪进行三维模拟计算,通过设置最小网格尺寸和发射时间间隔,得出的电流和导流系数与采用EGUN等软件计算的结果相一致,通过从MAFIA中导入三维磁场数据,模拟了位于径向不同位置处电子注通道的电子轨迹,研究发现在磁场均匀性较好的情况下,位于径向不同位置处的电子轨迹相差很小,同时讨论了如何减少模拟时间的问题.本文最后计算了多个注的电子枪,求得了电流值和导流系数,从中导入数据可以分段模拟多注速调管高频互作用段的注波互作用,以及收集极区域的电子发散.     

一种基于梯度的频域滤波去块效应算法

为了减少基于分块DCT变换的压缩处理时产生的块效应失真,通过从DCT分量计算块边界的梯度值来评估各个DCT分量对块效应的影响,再结合HVS特性对图像进行频域滤波,可以有效地去除块效应。该方法性能有效且优异,同时避免了多数频域滤波方法产生的严重模糊失真。     

信号时域积分性质的一个推广应用

对信号进行运算（卷积运算，傅氏变换，拉纸变换）时，应用时域积分性质，得出由函数导数的运算式求取原函数的相应运算结果的一般性计算公式，使时域积分性质的应用得到推广。