结合频域有限差分法分析二维柱体电磁散射

引入多波前算法,提出了结合频域有限差分法分析二维柱体的电磁散射问题。数值计算过程中利用Murs二阶吸收边界条件和场平均吸收条件截断网格;作为算例,分析了一无限长理想导体柱对平面电磁波的散射,由于使用了多波前算法求解差分矩阵方程,大大地减少了计算时间,数值结果表明了该方法的有效性。     

FDTD法与平面波展开法在光子禁带计算中的差异分析

以GaAs材料为例,分别利用时域有限差分法和平面波展开法对平面二维光子晶体的TE模禁带进行了计算,通过计算结果的对比,发现了两者计算出的光子禁带存在差别,分析了产生这种差别的原因,同时发现两种算法结果存在禁带公共区域,证明将平面波展开法和时域有限差分法相结合进行光子晶体设计更具合理性．     

电象法中应注意的两个问题

在静电学中,当区域边界是一些特殊形状的导体或介质界面时,可以很方便地用电象法来计算,不过在应用电象法时应注意下面两个问题。     

特殊多层结构中电磁波传播特性研究

对各向异性导体-介质-等离子体特殊多层结构中电磁波的传播特性进行了研究。通过理论推导得到了该结构中的色散方程;并通过计算机计算,给出了色散曲线。研究了该结构中是否存在金属网层对色散曲线的影响,证明了金属网层对电磁波的耦合作用,使慢波和等离子体表面波结合产生了慢等离子体表面波。分析了金属网角度、介质厚度和介电常数对色散的影响。     

计算VLSI电容方法的研究

讨论了几种VLSI版图中电容的计算方法;计算集成电路电容的方法有公式法和数值法两大类。利用数值法计算电容的方法包含有限差分法、有限元法、边界元法和格林法等,分析了以上各种方法的计算原理和优缺点。     

解一維电磁逆散射問題的两种数值方法

本文对两种不同的介质层模型的逆散射问题进行数值求解。第一种是对端接纯导体板的一维离散非均匀介质层求逆,采用的是变尺度参量优化方法,所得到的性能指数数值结果为10~(-7)。第二种是对一维连续非均匀介质层求逆,本文提出是将松弛法引入迭代蛙跃法中,使迭代加速,从而减少迭代次数。计算了几个例子,结果表明,松弛法的引入可使迭代次数减少,在典型例中,迭代次数可减少三倍。     

有限差分法正演在IBM-PC机上的实现

本文阐述了有限差分法波动方程正演模型的基本原理，并在IBM-PC机上编写了应用程序，计算结果表明，在微机上实现有限差分法波动方程正演是可行的。     

轻分子高激发转动态跃迁几率的计算

在强耦合波包法的基础上,导出了S矩阵元,并通过引进有限差分法有效地避开了强耦合波包法存在的弊端,从而能较容易地计算轻分子向高激发转动态及高激发转动态间的跃迁几率。     

有限尺寸介质基片上的共面带线

讨论了厚度和宽度都为有限尺寸的介质基片上共面带线的基本参数;有限尺寸介质基片上的共面带线是一种非常接近于工程应用状态的物理模型。用共形映射技术分析这种共面带线,得到了单位长度电容、有效介电常数和特性阻抗等基本参数;与介质基片宽度为无限大的理想化模型作了比较;给出了以无限宽介质基片共面带线作近似模型,介质基片宽度变化所产生的误差;讨论了多层有限尺寸介质基片上的共面带线     

规则区域上Helmholtz方程的一种快速算法

采用有限差分法对Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ 方程进行五点差分离散，在规则区域上引入快速傅里叶变换（ＦＦＴ） ， 将差分方程变换成一组三对角方程， 使求解规则子区域上 Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ 方程的计算量降为Ｏ（ Ｐｌｇ Ｐ） ，最后的数值结果证明了文中的算法是一种快速算法     

一种混合时域有限差分方法

给出一种基于ＦＥ－ＴＤ方法和Ｄｕｆｏｒｔ－Ｆｒａｎｋｌｅ有限差分方法的混合数值算法，以计算不均匀导电大地层中的瞬态电磁场。该法提供了一种用于模拟具有任意时间波形的电磁脉冲在大地深层的传播的方法，且所需ＣＰＵ时问比ＦＤ－ＴＤ法少得多。通过与ＦＤ－ＴＤ法比较，证明了该方法的可靠性。     

类微带传輸线的准靜特性分析

本文介绍了采用有限元法和变分法分析类微带传输线的基本原理.给出了屏蔽悬置微带线和开放倒置微带线的计算曲线,与相应实验值比较基本吻合.在此基础上提出的通用程序可用于计算各式类微带传输线的准静特性.     

R-FDTD法计算圆柱形单极天线辐射场

采用一种高存储效率的改进时域有限差分算法对圆柱形单极天线进行了分析,得到了近场、远场的瞬态分布和天线辐射的物理过程;与普通时域有限差分算法的分析结果进行比较,所得的数值结果具有较高精度,节省了存储量和计算时间。     

非对称共面线的特性阻抗

分析了两种不同模型的自由空间中非对称面西线,其共形变换技术得到了线电容的严格解;讨论了双曲正切变换有限厚度介质基片上的非对称共面线,得到了单层有限厚介质基片情况下非对称共西线的有效介电常数、单位长度电容和特性阻抗的闭合表达式。     

新型渐变折射率低损耗大角度Y分支器的研究

针对集成光学中普通Y分支波导分支角度小,不利于集成的问题,提出了一种新型基于渐变折射率波导的低损耗大角度Y分支结构,经过理论分析和大量的有限差分光束传播法仿真,结果表明在分支角度为10时辐射损耗为0.176 dB,与传统Y分支相比, 新型Y分支器具有损耗小,结构简单的特点。     

一种新型低损耗1×4光分路器的设计

对新型低损耗大角度Y分支波导进行了详细的设计和优化,并用有限差分光束传播法对Y分支结构进行了验证。仿真结果表明新型的Y分支波导在大分支角度时具有非常小的损耗。最后,设计了由三个Y分支级联所构成的新型1?光分路器,仿真结果表明其具有损耗小,结构简单,且极大地减小了器件长度,有利于器件的进一步集成。     

基于微遗传算法的微带可重构天线设计

提出了一种微带可重构天线方案,并将微遗传算法与时域有限差分法相结合,对天线的可重构能力进行了探索。在特定工作频率条件下,优化设计了一方向图可重构天线。优化结果表明,在工作频率为6.5 GHz时,该微带可重构天线能够通过三种工作状态在特定平面内实现方向图扫描,同时也表明了遗传算法在可重构天线设计中的巨大潜力。     

基于时域有限差分法的电磁仿真软件研制

研制了一套用于场分析的电磁仿真软件。该软件基于时域有限差分法,能处理曲面边界目标,用户通过Visual Basic编写的界面输入物体结构参数、设置源及边界条件,并采用Fortran编写的计算模块调用VB生成的数据文件来进行仿真运算。通过同轴天线和谐振腔的模拟仿真对软件进行了验证测试,效果良好。     

时域有限差分电磁仿真的网格自动剖分

以AutoCAD为图形支撑平台,应用AutoCAD的Visual Basic for Applications,并结合AutoCAD的图形交换文件,开发了用于时域有限差分电磁仿真的三维网格自动剖分软件。在AutoCAD的绘图区绘制仿真结构,通过Visual Basic for Applications程序对此进行网格剖分,剖分后的所有图形信息以DXF文件格式保存,后续Fortran程序从中提取出每个网格点的位置坐标和电磁参数,将这些数据送给时域有限差分程序进行电磁仿真。以一个微带馈电金属贴片的例子验证了该软件的正确性和实用性。