FDTD方法中的吸收边界条件

介绍并分析了时域有限差分中的吸收边界条件，对各种条件的应用进行了讨论，对时域差分技术的吸收边界条件进行了一定的总结和展望。     

波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件的实现与验证

实现了波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件(WE—PML)，并进行了数值验证．从结果可以看出，WE—PML的性能与Berenger-PML非常接近，优于Mur二阶近似吸收边界条件：同时，对PML媒质参数进行了优化，结果表明：WE-PML的性能主要是由PML的层数、垂直人射时的理论反射系数决定的，WE—PML参数的优化结果与Gedney的经验值基本一致。     

一种新型的FDTD吸收边界条件

根据无耗介质中电磁波电场与磁场值在任一时空点上的定值阻抗比,得出了一种新型FDTD吸收边界条件——定值阻抗吸收边界,并将其与二阶Mur吸收边界进行了比较,结果表明是一种简明而有效的边界吸收方法。     

一种新的吸收边界条件及三维微波结构的FDTD

本文基于 Z-变换域上导出的一种新的有效的吸收边界条件和 FDTD法对三维微波无源集成结构进行了全波分析。与 Mur吸收边界条件、色散吸收边界条件等相比 ,这种新的吸收边界条件更精确有效。相应的软件可应用于复杂三维微波集成结构等效网络参数的精确快速提取。     

一种新的吸收边界条件及三维微波结构的FDTD分析

本文基于Ｚ－变换域上导出的一种新的有效的吸收边界条件和ＦＤＴＤ法对三维微波无源集成结构进行了分析。与Ｍｕｒ吸收边界条件、色散吸收边界条件等相比,这种新的吸收边界条件更精确有效。相应的软件可应用于复杂三维微波集成结构等效网络参数的精确快速提取。     

精确阻抗边界条件的推导

针对Ｌｅｏｎｔｏｖｉｃｈ阻抗边界条件ＩＢＣ是近似阻抗边界条件这一不足之处，本文利用电磁场理论中的一般边界条件和麦克斯韦方程，考虑到平面波的传播特点，导出了不含近似的精确阻抗边界条件（ＥＩＢＣ），给出了精确阻抗这界条件一般矢量表达式及其在直角坐标系和柱坐标系中的表达形式。导出的结果显示，Ｌｏｎｔｏｖｉｃｈ阻抗边界条件只是精确阻抗边界条件一个特例。     

关于FDTD中驻波-行波边界条件的再讨论

驻波-行波边界条件(STWBC)是一种新近提出的概念清晰、实现简便的吸收边界条件。本文对STWBC的误差来源和适用范围作了进一步研究，说明STWBC的思想是正确、新颖的，其难点在于如何减小差分实现时产生的误差。同时，分别针对一维和二维情况，从理论上分析了原一阶STWBC迭代式的误差来源，并提出了二阶STWBC迭代式。     

关于FDTD中驻波-行波边界条件的讨论

本文对文献〔1,2〕中提出的“驻波 行波边界条件”的适用范围及误差产生的原因提出一些不同的意见 ,并推导出对误差的修正因子。分析结果表明 ,该边界条件仅适用于波垂直或近似垂直入射于截断边界的情况。     

采用PML吸收边界条件的FDTD法在分析平面微带结构中的应用

本文将理想匹配层(PML)吸收边界条件用于平面微带结构的时域有限差分法(FDTD)分析中,给出平面微带结构的PML吸收边界条件,并编制程序,进行数值计算。结果表明,与传统的Mur吸收边界条件相比,采用PML吸收边界条件只需采用最简单的馈源模型就可明显地减小计算网格空间和加快收敛速度,并且可用于分析任意复杂结构的微带电路。本文方法对微带电路及微带天线的CAD设计将具有实际意义。     

柱坐标系中的驻波-行波边界条件

时域有限差分法模拟中所用的驻波-行波边界条件(STWBC)具有较高的计算效率,且非常易于实现.但此吸收边界条件最初仅用于直角坐标的情形.文章将STWBC扩展到柱坐标的情形与直角坐标的情形一样,柱坐标中的STWBC也在计算域外附加理想导电(磁)壁进行截断,并将边界处的驻波转化为行波,从而模拟行波在无限大空间的传播.文中给出的数值算例证明了此种吸收边界条件的有效性.     

PML-FDTD及总场-散射场区连接边界条件在三维柱坐标系下的实现及应用

基于直接形式的麦克斯韦方程，在三维扩展柱坐标系下推导了完全匹配层吸收边界条件的时域有限差分表达式(UPML—FDTD)，将FDTD方法推广到三维柱坐标系中，并对其反射系数进行了测试。给出了柱坐标系下完整的总场一散射场区的连接边界条件以及平面波源的设置方法。最后利用这种方法模拟了平面波在自由空间中的传播过程，计算了理想导电圆柱体在TEM波照射下的散射方向图。     

柱坐标系下FDTD算法的吸收边界条件

本文借助二阶准波方程式研究了柱坐标系下FDTD算法的一种吸收边界条件.根据这一边界条件,编制了相应的计算程序检验其吸收特性,并与均匀柱面波传播的简单吸收条件作了比较.计算结果表明,该吸收边界条件具有较好的吸收性能.     

A Modified High Order FDTD Method Based on Wave Equation

A modified (2M, 4) scheme of the high-order two-dimensional finite-difference time-domain (FDTD) method based on wave equation is proposed. It has the fourth-order accuracy in the time domain using the symplectic integrator propagator, and the 2M-order accuracy in the space domain using the discrete singular convolution method. The distinctive features between the modified scheme and the traditional (2M, 4) FDTD based on Yee algorithm are listed as follows. First, the modified scheme is based on the wave equation. Second, the computational region is discretized by uniform mesh rather than the Yee mesh. Third, the modified scheme costs less memory than the Yee algorithm because fewer field elements are involved in computation. Numerical examples are provided to validate its accuracy and effectiveness     

柱坐标系中阻抗劈表面的精确阻抗边界条件

本文首先给出一般阻抗面上的精确阻抗边界条件，然后把它应用到阻抗劈劈面上，结合麦克斯韦方程，考虑平面波相对阻抗劈边缘垂直入射和斜入射两种情况，导出了柱坐标系中阻抗劈表面以一阶偏微分方程形式表达的精确阻抗边界条件。     

Generalized Impedance Boundary Condition for Conductor Modeling in Surface Integral Equation

A generalized impedance boundary condition is developed to rigorously model on-chip interconnects in the full-wave surface integral equation by a two-region formulation. It is a combination of the electric-field integral equation for the exterior region and the magnetic-field integral equation for the interior conductive region. The skin effect is, therefore, well captured. A novel integration technique is proposed to evaluate the Green's function integrals in the conductive medium. Towards tackling large-scale problems, the mixed-form fast multipole algorithm and the multifrontal method are incorporated. A new scheme of the loop-tree decomposition is also used to alleviate the low-frequency breakdown for the formulation. Numerical examples show the accuracy and reduced computation cost.     

Realization of Impedance Boundary

Impedance boundary is generally considered as an approximate model for material interfaces. Considering an electromagnetic field in a certain wave-guiding anisotropic material it is shown that a slab of such a material backed by a perfect electric conductor (PEC) plane can be exactly represented by impedance-boundary conditions. As a result of the analysis, a novel explicit relation is derived between the surface admittance dyadic of the impedance boundary and the material and geometric parameters of the anisotropic slab which can be used to realize a given admittance dyadic. The relation is verified with results known for the perfect electromagnetic (PEMC) boundary and bi-axial material, considered as special cases of the theory     

MRTD算法的APML实现及其在光波导仿真中的应用

实现了基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析(MRTD)算法的各向异性理想匹配层(APML)吸收边界条件,并将其应用到平面光波导的仿真和分析中。验证结果表明,APML吸收层性能主要由其层数和计算空间步长所决定。与传统的时域有限差分(FDTD)法相比,基于高阶消失矩Daubechies尺度函数的MRTD法可以提高吸收层性能。     

一种有效的吸收边界条件及其应用

从二维波动方程出发 ,经过相关理论分析 ,充分利用其内含的局域性特点 ,得出了局域边界条件 ;并把它和Mur二阶边界条件相比较 ,发现从理论到数值仿真 ,新边界条件都比Mur二阶边界更有效。而且 ,和Mur二阶边界条件相比 ,它只增加非常少的计算量和计算机内存。最后 ,应用新边界条件来模拟平面波在多层媒质中的传播 ,发现新吸收边界更适合解决此类问题     

SITO High Output Impedance Transadmittance Filter Using FTFNs

FTFN based single input and three outputs transadmittance filter topology supporting simultaneously three filtering signals LP, BP, and HP without any passive component matching conditions is presented. The filter uses three PFTFNs and five passive components and realizes all current signals at high impedances, lending feature of cascadibility to the circuit. The circuit enjoys low sensitivity figures. PSPICE simulation results confirming the theoretical calculations are included.     

基于阻抗边界条件建模的涂敷目标电磁散射分析

针对飞行器上常用的涂敷吸波材料结构开展电磁散射数值建模和散射特性分析。利用涂敷结构表面电磁场的阻抗边界条件,建立表面电流和表面磁流的新型积分方程形式,并利用快速算法进行求解。数值结果表明:该型积分方程在不增加额外计算量和存储量的条件下,显著改善了迭代求解收敛性,为复杂涂敷结构的电磁散射分析提供了快速、可靠的技术途径。