一种提高内存使用效率的时域有限差分算法

证明了即使在无源区域,局部一维时域有限差分法（LOD-FDTD）所给出的电磁场量也不满足零散度关系,推导了该散度关系的具体表达式。基于该非零散度关系和麦克斯韦旋度方程,将LOD-FDTD法与减缩时域有限差分法（R-FDTD）相结合,得到一种新的局部一维减缩时域有限差分法（LOD-R-FDTD）。该方法不仅具有LOD-FDTD方法的优势,计算公式简单,消除了CFL稳定条件对时间步长的限制,而且与LOD-FDTD相比平均节约了1/3内存使用量。通过仿真计算与其他方法对比,证明了LOD-R-FDTD方法的准确性和有效性。     

时域有限差分法在光波导分析中的应用及改进

对时域有限差分算法在弱导光纤中应用时吸收边界条件的设置和计算结果的误差进行了讨论,并提出改善计算精度的方法。文中给出用这种方法计算普通光纤传输特性的结果。     

复杂波导元件的时域有限差分法分析

本文研究如何应用FDTD方法对一些复杂波导元件进行分析。应用子域连接技术,配合PML技术、连接边界法和非正交网格技术等,以波导双T、混合接头环耦合器等波导元件为例,得出这些器件的散射参数。对部分参数作出了测量,计算值和测量值吻合较好。算法的优点在于计算域小、计算时间缩短、共形性好及子域建模程序具有可移植性等。     

条形波导光场分布的时域有限差分法模拟

用标量FD-TD法分析了条形波导基模的光场分布情况。采用4种不同形态的光波去激励同一波导，当光的传播达到稳定后得到了相同的模场分布，所得结果与解析法讨论的相一致。     

用二维时域有限差分法分析微带线和光波导

本文利用统一的简化二维时域有限差分法分析了几种没的各向异性波导，通过所得的数值结果与其它解析技术和数值技术获得的数值结果作比较，证实了我们所用的方法的精度和有效性。     

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。     

2D—FDTD法计算了波导截止频率的激励源设计

用二维时域有限差分法（２Ｄ－ＦＤＴＤ０计算波导截止频率时，激励源必须与模声匹配，本文以阵波导为例，分析了面源、线源和点源的激励作用，给出２Ｄ－ＦＤＴＤ法计算波导截止频率的激励源的设计方法，此法可在一次计算中给出所有低阶模的截止频率。     

二维时域有限差分法对接地板宽度有限的共面波导的特性参数分析

本文利用二维时域有限差分（FDTD）法分析接地板宽度有限的共面波导（FGCPW）在高达1THZ频段内的频变特性。将计算结果与三维FDTD法分析结果相比较发现，其一致性较好，且大大提高了仿真的效率，通过比较拉地板宽度对FGCPW的色散和衰减特性的影响，说明设计共面波导的关键在于对几何尺寸参数的正确选择。文中还引出各参数间的一般约束关系。     

WEFDTD的一种新激励源

研究了"总场-散射场源"在波动方程时域有限差分法(WEFDTD)中的应用方法,这一问题的难点是如何把基本差分格式应用于总场区和散射场区的分界面.具体做法是将激励源设置在两区域的分界面上,并基于总场-散射场原理对基本差分格式加以修正,使得用其刷新某一网格点的总场值或散射场值时,该点周围四个网格点能同时提供总场值或散射场值.这一技术有效地克服了WEFDTD的已有激励源的不足.使用这一技术数值模拟了简谐波和高斯脉冲的传播过程,发现计算结果和解析解符合得很好.     

一种高阶辛时域有限差分法的研究

从电磁场方程的Hamilton函数出发,提出了一种基于辛时域积分技术的高阶时域有限差分方法.该方法对时域的离散采用了能够保证系统的相空间体积不变和总能量不变的辛格式,对于空间的离散采用中心差分格式.计算结果表明与传统的时域高阶差分方法--Runge-Kutta法比较,该方法计算速度和计算精度都有较大的提高.     

时域有限差分法分析超导平面传输线

本文采用时域有限差分法（ＦＤＴＤ）分析了高温超导平面传输线。通过共轭偶延拓和逆博利叶变换，使得具有频域表示式的超导二流体模型能够引入到时域分析中，并建立起稳定的差分格式。应用这一方法分析了超导微带传输线及共面波导的衰减特性和色散特性，计算结果和已发表的准静态分析方法比较，一致性较好。说明了该方法对分析超导体的可行性和正确性。     

相控阵天线时域有限差分计算中激励源分析

在时域有限差分(FDTD)方法用于偶极阵列天线数值计算时,采用带有内电阻的缝隙馈电激励源模型,及选择自由度较大的调制高斯脉冲信号,来提高数值算法迭代计算的收敛速度;在各馈电单元的时域信号中通过引入合适时间延迟,实现对相应单元相位的控制。用二元相控阵列天线模型,验证了算法和程序是正确的;用六元相控圆形阵列天线,分析了该算法在实际相控阵天线问题分析中的应用。     

时域有限差分法在天线和微波技术中的应用（上）

介绍了目前正在迅速发展和应用范围非常广泛的一种电磁理论的数值计算方法－时域有限差分法（ＦＤＴＤＭ）的基本理论：Ｙｅｅ的算法（它是将问题的解域离散化成直角立方体网格，并将直角坐标系中的Ｍａｘｗｅｌｌ旋度方程用有限差分方程来代替，然后在相应的边界和初始条件下解有限差分方程的一种新型的数值计算方法）以及在Ｙｅｅ算法基础上的很多扩展的理论方法。给出了它们在电磁理论方面的广泛应用。最后提出了ＦＤＴＤ方法对计     

无源微带电路中集总参数元件的FDTD模拟

本文推导了无源器件在Yee氏网格中的公式,建立了微带电路中含无源器件的不同模型,给出了计算结果并与理论值作了比较,说明了用时域有限差分法计算分析含集总参数元件的无源微带电路的有效性。     

基于时域有限差分法填充介质梯形脊波导研究

为了研究填充介质对脊波导截止特性的影响,文章采用FDTD(时域有限差分)法计算了填充介质梯形双脊波导在TE(横电波)模式下的截止特性随几何尺寸的变化,并给出了关系曲线。结果表明,脊间距越小,填充介质的相对介电常数越大,截止波长越长,单模带宽越窄。研究结果丰富了现存填充介质波导数据,有助于填充介质波导的设计和工程应用。     

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。     

利用时域有限差分法计算并分析非对称共面波导色散特性

利用FDTD方法对ACPW的色散特性进行了计算与分析,给出了计算ACPW的FDTD全空间计算模型,取高斯脉冲的激励,选择Mur二阶吸收边界条件,计算得出几种结构的ACPW的特性阻抗Z₀( ω ),并绘出了Z₀随频率变化的曲线.计算结果与测试值取得了良好的一致性.     

时域有限差分法对不连续微带线的分析

不连续微带线的特性以前已由几种全波方法计算得到.本文涉及的时域有限差分法(FDTD方法)是一种独立的算法,是计算微波相关器件频域特性较新的方法.本文的目的是验证用FDTD方法分析电路组成元件特性的有效性.     

同轴波纹波导的高频特性数值分析

本文提出先用时域有限差分法计算含周期慢波结构的谐振腔的谐振频率和谐振场分布,再基于周期慢波电路色散关系的周期性质,由几个特殊色散点处的频率及波数数值组合出周期慢波线的完整色散关系的新方法。数值计算了同轴波纹波导中ＴＭ０ｎ模式的色散关系、耦合阻抗等特性参量。