基于共形网格技术的ATEM三维数值模拟

共形网格技术可减小传统有限差分方法带来的阶梯状网格近似误差.将共形网格技术运用到无源麦克斯韦方程组的推导中,采用线性加权平均方法,求得棱边电场的等效电导率,更新了传统时域有限差分方法的电场迭代方程;研究了具有解析式目标体的共形参数确定方法,利用投影思想得到共形网格位置坐标,进而求得共形参数.通过与有限元方法计算得出的电磁响应进行比较,验证了本文方法的正确性;共形网格技术在保证计算效率的条件下,与阶梯状网格近似方法相比提高了曲面三维异常体的计算精度;需要共形处理的电场越多,共形网格技术的效果越明显,精度提高越多.该方法为开展地下复杂异常体的航空电磁三维正反演奠定了基础.     

宽频带圆锥共形微带天线的CFDTD法分析

根据微带天线展宽频带的工作机理,基于共形时域有限差分(CFDTD)法,分别对工作在L波段和C波段的重叠贴片式和电容补偿式探针馈电圆锥共形微带天线的近远场特性做了分析. 结果表明,与普通的单贴片结构天线相比,其带宽有了明显改善. 在时域有限差分(FDTD)网格剖分时,采用了坐标系旋转的方法,以方便激励探针的建模,同时为了提高仿真的效率,引入了非均匀网格技术.     

FDTD全波分析缺陷地结构微带线的高效算法实现

缺陷地结构(defected ground structure,DGS)具有慢波、高阻抗等特性,是近年来微波电路设计领域的一个研究热点,在运用传统时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法分析DGS时,因Courant稳定性条件其计算效率受限.提出将一种弱条件稳定的混合隐显式FDTD(hybrid implicit-explicit FDTD,HIE-FDTD)方法经变换应用于分析具有缺陷地结构的微带平面电路,同时用传统FDTD方法的仿真结果与该方法的结果做比较.数值结果表明,该HIE-FDTD方法显著节省了计算时间,是一种高效可行的算法.另外还提     

一种新型的单层介质宽频带圆柱共形微带天线

提出一种新型的单层介质宽频带圆柱共形微带天线.采用具有U形缝隙的金属贴片作为天线的辐射单元,缝隙的引入改变了贴片表面的电流分布,使天线的阻抗带增至39%左右.利用时域有限差分法(FDTD)结合圆柱分层媒质中谱域并矢格林函数的混合方法对该天线进行了全波分析,给出了天线单元的阻抗特性、辐射特性以及两天线单元间的互耦特性.该天线仅含有单层介质衬底,与叠层结构宽频带微带天线相比,剖面厚度减少约30%,更适合应用于天线剖面尺寸要求严格的场合.     

电导率不为零的麦克斯韦方程的两种分裂时域有限差分方法和分析

研究了时域上二维电导率非零的麦克斯韦方程的分裂时域有限差分方法,针对电导率为零的分裂时域有限差分方法(S-FDTDI,一阶格式),讨论了用增加摄动项和对称计算两种校正分裂误差的方法得到的两种格式:分裂时域有限差分格式(S-FDTDII)和对称分裂时域有限差分格式(SS-FDTD),给出了能量恒等式和数值验证,计算结果表明在模拟一种矩形波导问题时,后一种格式能量模误差比ADI-FDTD小,都比S-FDTDII的误差小。     

有限时域广义预测控制稳定性的改进证明方法

采用李雅普诺夫第二方法直接证明了有限进域方义预测控制器（ＧＰＣ）可使系统闭环稳定,从而大大简化了该有限时域ＧＰＣ控制器稳定性的证明;指出当λ→０时,有限时域ＧＰＣ控制器逼近实现零终点状态约束的最小能量控制器,进上步揭示出了该控制器实现闭环稳定的本质原因,最后,给出了在极限条件下有限时域ＧＰＣ控制器与Ｋｌｅｉｎｍａｎ控制器等价性的更加简洁的证明。     

二维麦克斯韦方程的分裂的高阶时域有限差分方法

本文将分裂算子的时域有限差分方法与高阶差分方法相结合,提出了二维麦克斯韦方程的分裂的高阶时域有限差分格式(SHO-FDTDⅠ)及其修正格式(SHO-FDTDⅡ),用Fourier方法证明了这两种格式是无条件稳定的,其中格式Ⅰ是损耗(dissipative)的,格式Ⅱ是非损耗(non-dissipative)的,然后推导出了它们的数值弥散关系式,最后用数值算例验证了理论分析,并给出了数值弥散误差的计算和增长因子模的计算.     

拟共形形变的极值问题

讨论单位圆上具有指定边值和—-导数界限的拟共形形变,对—-导数的本性上界达到最小和实值泛函L(F)取值最大这两个极值问题分别给出了相应的Ham ilton型条件.     

共形透镜天线的设计方法

在高速飞行器上必须采用共形天线。可实现高性能共形天线的主要形式是共形相控阵天线,但复杂度和成本都非常高。笔者提出一种共形透镜天线,可以与机体严格共形,并且具有较高的增益,易于实现跟踪功能,可用作飞行器上高性能的通信天线或测控天线。文中介绍了共形透镜天线的原理和设计方法,并提出共形透镜天线扩展功能的设计方法。     

等离子体中的CDLT-Leapfrog-ADI-FDTD方法

采用电流密度拉普拉斯变换(Current Density Laplace Transform)方法将无子时间步的蛙跳式交替方向隐式时域有限差分(leapfrog-ADI-FDTD)方法应用于等离子体的电磁计算中,得到了等离子体中的迭代公式.为了验证该方法的有效性,计算了等离子体平板的反射系数和透射系数,并与几种传统的FDTD方法进行了对比,数值实验表明,提出的算法具有无条件稳定性,精度和效率高于普通的显式FDTD方法.     

减缩时域有限差分法在电磁干扰预测中的应用

对减缩时域有限差分(R-FDTD)法进行了改进，采用传统时域有限差分(FDTD)法计算导体和源网格处的电场，其余网格处的电场采用R-FDTD法计算．细导线附近网格上的磁场也采用传统FDTD法计算，这样可以消除直接利用R-FDTD法计算时长时间迭代后出现的不稳定性．用这种改进的R-FDTD方法分别对一个在导体壁上开有水平和垂直缝隙的矩形屏蔽外壳的电磁干扰进行了预测，得到了屏蔽外壳激励源的输出功率曲线和屏蔽外壳的泄漏功率曲线，所得的计算结果与文献报道的实验数据吻合．     

集总元件的多网格FDTD模型及其在混合电路中的应用

采用时域有限差分析（ＦＤＴＤ）法对印刷电路板中端接各种负载的导体互连线性进行时域电磁场全波分析,直接在时域得到系统对高速脉冲的响应,在集总元件的单网格ＦＤＴＤ模型基础上,根据实际电路的要求,推导了各种线性和非线性,无源集总元件的多网格三维ＦＤＴＤ迭代格式,并参与分布电磁系统的电磁场模拟,由于是电磁场全波模拟,计算结果比电路模拟所得结果具有更高的精度,同时,这一模型对分析结构复杂的混合微波电路有很大     

Z变换在PML中的应用

在完全匹配层(PML)中应用Z变换,和传统的引入PML的方法相比,得到的迭代公式的程序更方便、更简单;考虑到要模拟的时域有限差分(FDTD)计算区域的物质属性,采用了特殊的处理方法,并可运用到标准网格或非均匀网格中;数值实验验证了这种方法的有效性和吸收边界的吸收效果。     

纳米小孔光学近场分布的研究

扫描近场光学显微镜突破了传统远场光学的衍射极限 ,能够获得超高光学分辨率。亚波长尺寸的小孔作为扫描近场光学显微镜中常用的金属膜光纤探针的简化模型。研究光透过小孔后的近场分布特性 ,对理解和分析探针在近场成像中的作用十分重要。采用时域有限差分 (FDTD)方法研究了无限大理想导体屏上纳米小孔的近场分布 ,计算结果表明 ,入射偏振光从小孔出射后发生了退极化 ,即出射光含有与入射光偏振方向垂直的电场分量。文中详细分析了小孔的近场分布特征与退极化之间的关系 ,研究了小孔的形状以及入射光偏振态对近场分布的影响     

求解三维电磁场问题的改进的自适应区域分解算法

提出一种改进的自适应区域分解时域有限差分(improved adaptive domain decomposition finite difference time domain,IADD-FDTD)算法.该算法通过对检测面上的电压值进行自适应边界检测,消除了检测面上电场值不稳定而带来的计算误差;还可得到更多分区,提高...     

改进多导体传输线模型终端响应的FDTD模拟

为了解决各种结构多导体传输线(如非均匀传输线)对激励源响应的计算问题，提出一种改进的时域有限差分模型，用于计算不同结构的传输线被独立电压源和外部电磁波激励时的终端响应电压．讨论了导体耦合电容和电感的变化以及终端响应电压的特性．为了验证模型的有效性，对由激励源激励的导体不平行的传输线的终端响应电压进行了仿真．仿真结果表明，传输线结构的轻微不同，其终端响应电压的特性就会产生很大的变化。     

超宽带信号在波导中传播的FDTD分析

用时域有限差分法(FDTD)对超宽带(相对带宽>25%)信号在矩型波导中的传播情况进行分析,给出了超宽带信号在矩型波导中传播时的时域波型及其频谱的变化情况。研究表明超宽带信号在矩型波导中传播时会出现失真,而且传播距离越远,失真越大。     

基于DF与FDTD混合方法的埋地导体耦合规律分析

为了解源区核电磁脉冲SREMP对埋地导体的耦合规律,运用数字滤波与FDTD混合方法,在时城内计算了在10 kt当量核武器爆炸产生的SREMP作用下埋地导体耦合的感应电压和感应电流,初步分析了感应电压和感应电流随埋地深度和传输线长度变化的规律.结果表明,埋地深度相同时,感应电流和感应电压峰值随传输线的长度增加而增大,上升...     

基于FDTD对尖端为轴锥体的光纤光镊的模拟分析

基于动量守恒,采用时域有限差分法(FDTD),仿真模拟了光纤光镊轴锥角和工作距离关系及捕获力大小和轴锥角的关系.结果表明工作距离和捕获力的大小和轴锥角度的大小有着密切的关系.模拟结果与其它相关文件报道的实验结果基本相符合.