微波在白血病无损探测中的应用：FDTD分析模型

讨论应用微波对白血病进行无损探测的可能性,采用柱坐标系下时域有限差分（ＦＤＴＤ）法分析人体小腿的微波散射特性及白血病的存在对其微波散射特性产生的影响．数值结果表明,通过测量人体小腿上部的微波散射特性,可以反演出骨髓介电特性的变化情况,据此判断白血病存在的可能性及病变的程度．该技术可应用于白血病的无损探测及治疗过程中的监测     

微波在白血病无损探测中的应用—数值结果

本文讨论应用微波对白血病进行无损探测的可能性。在建立柱坐标系下分析人体小腿微波散射特性的时域有限差分算法模型的基础上，具体计算了三种不同微波频率下人体小腿上部的微波散射特性及白血病的存在对其产生的影响。数值结果表明，当存在白血病时人体小腿上部的微波散射特性有较大变化，据此可以判断白血病存在及其病变程度。该技术可应用于白血病的无损探测及治疗过程中的监测。     

一种新的FDTD算法

提出了一种新的FDTD算法,其步进方向是空间步进的,即存储的数据沿某一空间轴方向依次刷新,而不是沿时间轴方向。以一维情形为例,说明了这一算法的基本原理,给出了麦克斯韦旋度方程的差分格式、单向波方程和相应的Mur差分格式,以及波源条件。并通过数值实验验证了这一算法的有效性。     

FDTD方法建模均匀非磁化等离子体计算效率的改进

介绍了色散介质的移位算子时域有限差分方法(SO-FDTD).通过将色散介质的介电常数写成有理分式函数形式,推导出时域中电位移矢量D和电场强度E之间的关系,将此方法应用于计算电磁波在均匀非磁化等离子体中的传播.与ZT-FDTD方法计算的结果相比, SO-FDTD方法的计算精度得到了证实,数值结果进一步显示出这一算法计算效率高,消耗的计算机资源少.     

基于探地雷达的复垦土壤层次无损探测研究

耕地资源紧是中国面临的现实问题,土地复垦作为补充耕地的重要手段之一,复垦后耕地的表土层厚度直接影响工程质量,特别是薄表土地区覆土厚度检查是关键.传统的检验方法费时费力.针对上述问题,选择微波遥测仪器--探地雷达为工具进行了土层结构无损探测的室外模型实验.构建模型自下而上依次为原状土(40 cm)、粗砂(25 cm)、土(15 cm)和细砂130 cm),中心天线频率为500 MHz,测量方法为共剖面法.通过对雷达图像分析,各层介质探测差值小于5 cm,表明探地雷达能够有效探测土层结构,可以用于土地复垦工程土层厚度的验收工作;同时,尝试对实验的时间-振幅和频率-振幅进行分析,通过时间-振幅图可以看出,振幅在0.95、7.15、9.93、15.7和17.50 ns附近发生了5次明显变化,能够更加直观地解译雷达信号;通过频率-振幅图可以看出,在频率达到470.10 MHz时,振幅最大为1 821,电磁波最有效,可为探地雷达设备选择提供理论支持.     

采用PML吸收边界条件的FDTD法在分析波导不连续性中的应用

研究采用理想匹配层（PML）吸收边界条件的时域有限差分法（PML-FDTD法）在分析波导不连续性问题中的应用，首先通过模拟正弦调制的高斯脉冲在波导中的传输来验证PML的吸收性能，然后将采用PML吸收边界的FDTD法应用于矩形波导填充有限媒质时的S参数和圆形波导中矩形薄膜片反射系数的计算，数值结果与巳有文献比较一致，说明了PML吸收边界条件用于FDTD法分析波导问题的有效性。     

时域有限差分(FDTD)法中的吸收边界条件

介绍并分析了时域有限差分法中的吸收边界条件，对各种条件的应用进行了比较和分析，给出了具有一定参考价值的结论．     

路面雷达电磁波在色散介质的FDTD模拟

描述了色散介质本构模型和色散介质的FDTD基本算法,建立了路面雷达电磁波在色散介质FD TD的模型,并利用该模型对电磁波在色散介质中的传播进行了研究.     

基于探地雷达的粮仓探测技术研究

针对粮仓的特殊应用环境,从雷达探测品质因子出发,根据粮仓仓底散射截面特性,结合粮食介质的衰减因子,推导出雷达最大探测深度计算公式,并对影响探测深度的因素进行了仿真分析.依据本文的计算方法选取合适的雷达系统和发射频率进行了探仓实验,准确地探测了储粮深度.     

边界对颗粒物质与探测棒间静摩擦力的影响

用实验方法研究了颗粒物质与探测棒之间的最大静摩擦力.实验表明,颗粒系统中力的传递方式随探测棒与容器壁之间的距离发生变化,距离很小时棒受到的最大静摩擦力明显增大;最大静摩擦力与探测棒横截面有关.分析讨论实验结果并对实验数据进行拟合,给出与实验吻合的拟合公式.     

FDTD结合近远场变换法计算复杂目标的RCS

采用近远场变换技术 ,与相位滞后法相结合 ,用FDTD法计算了一类复杂目标的RCS,计算结果与实验测量值比较吻合。     

基于GPU的FDTD算法

GPU（Graphic Processing Unit）,即图形处理器是英伟达公司首先提出来的一个概念。其初始目的是用来进行图形渲染,并不是为了进行通用计算。近年来,图形处理器（GPU）的发展日益成熟,随着CUDA（Compute Unified Device Architecture）构架的推出,GPU的应用范围不在局限于计算机图形学本身,扩展到各个领域。FDTD（Finite Difference Time Domain）的计算过程可以很容易的划分为多个子计算过程,而子计算过程之间同时进行着相似的计算,...     

PML在FDTD法计算地闪回击辐射场中的应用

为了计算地闪回击电流辐射场,采用时域有限差分(FDTD)法在二维柱坐标系下计算,选用柱坐标系下的完全匹配层(PML)吸收边界条件截断计算域.将计算结果分别与采用一阶Mur吸收边界条件得到的结果和采用Cooray-Rubinstein法得到精确的辐射场进行比较.比较结果表明:PML吸收边界条件的吸收效果优于一阶Mur吸收边界条件;与一阶Mur吸收边界条件相比,在计算结果达到同样精确的条件下,减小了计算域,缩短了计算时间.     

高效分裂平面波FDTD方法研究

文章针对二维TMz模提出了一种新的基于分裂场思想的FDTD平面波源高效引入方法:分裂平面波FDTD法(SP-FDTD),该方法从根本上消除了插值及相速不匹配带来的误差;通过对不同入射角度的正弦平面波源及高斯脉冲波源的泄漏测试,结果表明SP-FDTD可以实现完美的总场/散射场分离,使得泄露降至-340dB的水平;另外,SP-FDTD方法可以推广至三维及高阶FDTD情形,这也是本文所提方法的优势。     

FDTD法计算波导截止频率时激励源的优化设计

分析了利用时域有限差分法结合傅立叶变换计算波导截止频率时激励源的设计方法,讨论了面源、线源、点源等不同空间分布的激励源对截止频率的影响,并提出了一种激励源的优化设计方法。该方法也适用于多连接波导截止频率的计算。     

FDTD计算中PML的简化应用及编程实现

通过对空间PML的构造及PML中分裂场的特性分析,对FDTD计算中PML的应用进行了简化;同时对编程思想进行了改进。整个分析过程简明了然,无需对PML进行分区,也无需对顶角和棱边另外处理,极大地简化了计算过程。     

微波电桥法检测隐身潜艇消声瓦的粘贴缺陷

本提出了一种利用微波反射电桥来检测隐身潜艇消声粘贴缺陷的方法。这种方法不同于常用的超声波扫描法,具有设备简单、响应快、可以在空气中检测等优点。也可以对其它分层介质材料粘贴缺陷作实时无损检测。     

与人体接触波导探头微波反射特性的 FDTD 分析

采用ＦＤＴＤ法分析开口矩形波导探头直接与人体表层接触时的微波反射特性及皮下肿瘤的存在对其反射特性的影响。人体组织采用简化的双层模型，由外皮肤层和半无限大脂肪层组成，脂肪层中的肿瘤则近似看成球状物。鉴于肿瘤组织和正常组织介电特性的差异性，皮下组织介电特性的变化可以通过测量反射系数反映出来。分析了肿瘤大小和深浅对探头反射系数灵敏度的影响。数值结果表明，反射系数对肿瘤的存在是非常敏感的，据其可以确定肿瘤存在的位置。该方法可应用于皮下肿瘤尤其是乳腺癌的普查和早期诊断。     

混响室FDTD仿真中归一化场强的计算与实验验证

采用时域有限差分(FDTD)法对尺寸为10.5m×0.8m×4.3m的混响室进行了三维仿真计算,为实现仿真与实测结果关于归一化电场强度的直接对比,给出了仿真电场值的归一化计算方法,并做出实验验证.结果表明:所提出的处理方法是合理可靠的,归一化电场强度与激励源无关,是表征混响室自身谐振特性的参量,因此可用频域测试结果对时域仿真结果进行实验验证,这为基于时域宽频仿真的混响室优化设计提供了有益参考.