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二维介质PBG结构色散特性的时域有限差分法分析 被引量:6
1
作者 包秀龙 章文勋 +1 位作者 郑龙根 李乐伟 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第3期236-240,共5页
采用时域有限差分法分析二维介质柱PBG结构的色散特性.计算表明,在介质填充比相同的条件下含单介质柱周期的PBG结构,其介质柱形状对色散特性的影响很小;而含多介质柱周期的PBG结构,TM波的阻带中心频率随介质柱个数的增多而提高,阻带绝... 采用时域有限差分法分析二维介质柱PBG结构的色散特性.计算表明,在介质填充比相同的条件下含单介质柱周期的PBG结构,其介质柱形状对色散特性的影响很小;而含多介质柱周期的PBG结构,TM波的阻带中心频率随介质柱个数的增多而提高,阻带绝对宽度增大,相对宽度相当. 展开更多
关键词 二维介质 PBG结构 光子带隙结构 色散特性 时域有限差分法 带阻频响特性 电磁波
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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 被引量:5
2
作者 陈鹏 房少军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1610-1612,共3页
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... 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. 展开更多
关键词 非对称共面波导 时域有限差分法 Mur边界条件 特性阻抗Z0 色散特性
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时域有限差分法结合Pade逼近快速获取介质柱宽带RCS频率响应 被引量:2
3
作者 许锋 洪伟 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期85-88,共4页
由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的,远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时,如果采用频域变换法,需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此,本文引入Pade逼近,对FDTD法计算... 由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的,远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时,如果采用频域变换法,需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此,本文引入Pade逼近,对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS频率响应进行逼近,然后用获得的Pade有理逼近式计算宽频带RCS频率响应。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线,同时计算速度可加快十多倍。 展开更多
关键词 时域有限差分法 PADE逼近 雷达散射截面 二维介质 频率响应
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采用等效介电常数时域差分法分析二维介质型光子晶体色散特性
4
作者 包秀龙 李征帆 孙晓玮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期133-136,共4页
针对差分法中难以近似处理不同介质分界面处单元差分网格中沿x,y,z轴各方向等效介电常数值的问题,提出了将"电容串并联"的电路概念引入于各方向等效介电常数的近似计算中,并导出几种非匀质单元网格中等效介电常数的计算式.采... 针对差分法中难以近似处理不同介质分界面处单元差分网格中沿x,y,z轴各方向等效介电常数值的问题,提出了将"电容串并联"的电路概念引入于各方向等效介电常数的近似计算中,并导出几种非匀质单元网格中等效介电常数的计算式.采用等效介电常数的时域有限差分法计算二维介质型光子晶体的色散特性可灵活地剖分网格,既能获得很高的计算精度,又可节省计算时间和计算内存.此等效介电常数公式也可用于其他电磁问题的差分法分析,以提高计算效率. 展开更多
关键词 等效介电常数 时域有限差分法 光子晶体 色散曲线
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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 被引量:1
5
作者 刘小利 孙忠良 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期211-215,共5页
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。
关键词 微波谐振器 时域有限差分法 介质谐振器
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有耗介质中电磁波传播的时域有限差分法 被引量:4
6
作者 李庆伟 曹俊兴 杜兴忠 《勘探地球物理进展》 2007年第3期185-189,151,共5页
在推导有耗介质中Maxwell方程差分格式的基础上,详细讨论了时域有限差分法(FDTD)中主要参数的取值原则。对总场边界条件进行了改进,使入射波的泄漏很小,且不用对总场区的4个角点单独处理。讨论了简便的PML条件,避免了Berenger完全匹配... 在推导有耗介质中Maxwell方程差分格式的基础上,详细讨论了时域有限差分法(FDTD)中主要参数的取值原则。对总场边界条件进行了改进,使入射波的泄漏很小,且不用对总场区的4个角点单独处理。讨论了简便的PML条件,避免了Berenger完全匹配层中场分裂过程。采用文中所介绍的方法,对地下有耗介质的理论模型进行了FDTD正演模拟,模拟结果可以反映地下有耗介质的有用信息,验证了该模拟技术的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 时域有限差分法 总场边界条件 完全匹配层 有耗介质
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基于时域有限差分法填充介质梯形脊波导研究
7
作者 高原 陈小强 李建兵 《光通信研究》 北大核心 2012年第2期45-47,共3页
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,... 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。 展开更多
关键词 时域有限差分法 截止特性 填充介质脊波导 截止波长 单模带宽
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填充横向磁化铁氧体矩形波导的时域有限差分法分析 被引量:4
8
作者 褚庆昕 张世芳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期745-747,共3页
填充横向磁化铁氧体的矩形波导由于媒质各向异性,使得计算和分析有一定困难.文中应用时域有限差分法计算了这种波导TEm0模的电磁场分布.为了减少计算量,缩短计算时间,针对波导的特点,采用了复变量时域有限差分算法.利用傅里叶变换得到... 填充横向磁化铁氧体的矩形波导由于媒质各向异性,使得计算和分析有一定困难.文中应用时域有限差分法计算了这种波导TEm0模的电磁场分布.为了减少计算量,缩短计算时间,针对波导的特点,采用了复变量时域有限差分算法.利用傅里叶变换得到了这种波导的色散特性以及非互易正反向场分布. 展开更多
关键词 横向磁化铁氧体 矩形波导 色散特性 复变量 时域有限差分法
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高阶色散介质的改进移位算子时域有限差分方法 被引量:2
9
作者 张玉强 葛德彪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1925-1929,共5页
提出一种适用于高阶Debye,Drude,Lorentz及其混合模型的改进移位算子的时域有限差分(SO-FDTD)方法。从介质极化率函数出发,将其写成一阶或二阶有理分式求和的形式,并在随时间步推进计算的过程中,通过引入中间变量和设置临时变量,克服了... 提出一种适用于高阶Debye,Drude,Lorentz及其混合模型的改进移位算子的时域有限差分(SO-FDTD)方法。从介质极化率函数出发,将其写成一阶或二阶有理分式求和的形式,并在随时间步推进计算的过程中,通过引入中间变量和设置临时变量,克服了常规SO-FDTD将高阶模型直接转化为有理分式所导致的计算复杂性和内存占用量大的问题。同时,改进SO-FDTD方法的时域推进计算步骤具有通用性,克服了常规递归卷积(RC-FDTD)方法对各种高阶模型具有不同计算公式,因而不能形成通用计算程序的问题。最后,通过空气-高阶色散介质界面的反射系数计算验证了算法的有效性和通用性。 展开更多
关键词 色散介质 时域有限差分方法 移位算子
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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 被引量:1
10
作者 莫小梅 孙玲玲 《微波学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期61-65,共5页
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 ,通过比较接地板宽度对FGCPW的色散和衰减... 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 ,通过比较接地板宽度对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。 展开更多
关键词 二维时域有限差分法 共面波导 色散 衰减特性 FDTD
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时域有限差分法在超高速通信系统中带隙型光子晶体光纤瞬态三维截面上特性研究 被引量:1
11
作者 曾辉 杨乔云 卓辉 《大学物理实验》 2016年第1期1-7,共7页
利用时域有限差分法针对满足带耦合腔PCFS条件的Maxwell方程组进行电磁场三维矢量变换,来建立关于入射光在光子晶体光纤传播物理数值模型。通过数值仿真表明:在波导色散作用下,当空气间隙增大,其TE波在直角坐标系中三维矢量数值大小与... 利用时域有限差分法针对满足带耦合腔PCFS条件的Maxwell方程组进行电磁场三维矢量变换,来建立关于入射光在光子晶体光纤传播物理数值模型。通过数值仿真表明:在波导色散作用下,当空气间隙增大,其TE波在直角坐标系中三维矢量数值大小与网格步长递增呈正比变化,且瞬态截面分裂速度减缓且数目递减、体积变大;反之,当空气孔间隙减小,其TM波三维矢量随着传输网格步长递增,瞬态截面分裂呈细丝状且数目递增、体积变小。同时,随着角频率w0增大,磁场x,y方向中心强度随时间网格呈对称式变化且峰值强度逐渐递增;同时在L+Nd=150(N=0,1,2;l>0)处存在拐点;在电场z方向,振幅抖动愈加频繁且峰值连续上涨,相位峰值逐渐递减且脉宽呈压缩变化。 展开更多
关键词 时域有限差分法 波导色散 空隙带隙型光子晶体光纤 MAXWELL方程组
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时域有限差分法通用可视化计算的面向对象设计 被引量:2
12
作者 董晓婷 汪文秉 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期652-654,共3页
运用面向对象方法设计了时域有限差分法可视化计算的通用软件 ,通过将网格处的媒质参数抽象成单独的类 ,与迭代过程分离 ,使得该程序广泛适用于各种计算模型 ,解决了传统的结构化程序只针对特定问题的局限 .针对色散问题差分格式的特殊... 运用面向对象方法设计了时域有限差分法可视化计算的通用软件 ,通过将网格处的媒质参数抽象成单独的类 ,与迭代过程分离 ,使得该程序广泛适用于各种计算模型 ,解决了传统的结构化程序只针对特定问题的局限 .针对色散问题差分格式的特殊性 ,详细介绍了色散媒质参数的处理过程 ,还讨论了用一般媒质来实现理想匹配层吸收边界条件的方法 .计算结果用DirectX可以实现实时灰度图和波形图的显示 . 展开更多
关键词 时域有限差分法 面向对象设计 科学可视化计算 色散煤质 理想匹配层吸收边界条件
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新型分裂步长时域有限差分法
13
作者 林智参 班涛 《现代电子技术》 北大核心 2015年第15期117-119,122,共4页
提出一种新型的分裂步长时域有限差分(NSS-FDTD)法,并对其数值色散进行分析。该方法基于Split-Step方案和Crank-Nicolson方案,采用新的矩阵分解形式,与传统的FDTD算法、SS-FDTD算法相比,减少了计算复杂度。新型算法的推导程序简单,且具... 提出一种新型的分裂步长时域有限差分(NSS-FDTD)法,并对其数值色散进行分析。该方法基于Split-Step方案和Crank-Nicolson方案,采用新的矩阵分解形式,与传统的FDTD算法、SS-FDTD算法相比,减少了计算复杂度。新型算法的推导程序简单,且具有良好的数值色散特性,还加入了一阶Mur吸收边界条件,给出一阶Mur吸收边界差分方程。将数值实验的结果和传统FDTD方法及理论值进行比较,数值结果一致性较好。 展开更多
关键词 时域有限差分法 分裂步长 Split-Step方案 数值色散
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一种改进的色散介质半解析递归卷积时域有限差分方法
14
作者 常科技 张玉强 《延安大学学报(自然科学版)》 2016年第4期35-38,共4页
对原有色散介质半解析递归时域有限差分(SARC-FDTD)算法进行了改进,在保持原算法高精度、低内存、稳定性好、通用性强、使用简便等优点的基础上,进一步改进了时域更新公式,减少了计算量,提高了计算效率,拓展了适用范围。最后,将算法应... 对原有色散介质半解析递归时域有限差分(SARC-FDTD)算法进行了改进,在保持原算法高精度、低内存、稳定性好、通用性强、使用简便等优点的基础上,进一步改进了时域更新公式,减少了计算量,提高了计算效率,拓展了适用范围。最后,将算法应用于高阶Debye、Lorentz以及Drude-CP介质中的反射特性研究,验证了其有效性。 展开更多
关键词 色散介质 时域有限差分 半解析递归卷积 传输特性
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色散金属光学特性分析通用时域有限差分方法 被引量:4
15
作者 张玉强 葛德彪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期38-43,共6页
结合数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出一种用于金属光学特性分析的改进半解析递归时域有限差分方法(SARC FDTD)。该方法保持了SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存等优点,又利用梯形近似使FDTD递推公式更加简洁,计算效... 结合数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出一种用于金属光学特性分析的改进半解析递归时域有限差分方法(SARC FDTD)。该方法保持了SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存等优点,又利用梯形近似使FDTD递推公式更加简洁,计算效率进一步提高,对于各种常用金属色散模型,均只需给出模型的极点和对应的系数,即可运用该算法的程序进行计算,具有较好的通用性。最后,通过金属的高阶Lorentz,Drude-Lorentz和Drude-CP三种常用色散模型对算法进行了验证。 展开更多
关键词 金属光学特性 色散介质 半解析递归卷积 时域有限差分方法
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微波集成介质振荡器的时域有限差分模拟 被引量:6
16
作者 褚庆昕 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期139-141,共3页
本文将Gunn二极管的非线性集中模型编入时域有限差分算法 ,模拟了微波集成介质腔稳Gunn振荡器的瞬态特性 .
关键词 微波振荡器 介质谐振器 时域有限差分法
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交替隐式时域有限差分分析有耗介质电磁波传播 被引量:2
17
作者 张玉廷 蔡智 刘胜 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1088-1094,共7页
针对电磁波在有耗介质中的传播特点,提出了改进的交替方向隐式时域有限差分(ADI-FDTD)算法来研究电磁波在有耗介质中的传播特性。改进后的算法可改善传统ADI-FDTD为提高计算效率导致的计算精度下降的缺点。证明了算法的无条件稳定性,并... 针对电磁波在有耗介质中的传播特点,提出了改进的交替方向隐式时域有限差分(ADI-FDTD)算法来研究电磁波在有耗介质中的传播特性。改进后的算法可改善传统ADI-FDTD为提高计算效率导致的计算精度下降的缺点。证明了算法的无条件稳定性,并分析了算法的数值色散。通过算例对比验证了算法的有效性和对计算精度的改善。将算法应用到金属球体在空气中、地面上方和海平面上方的电磁散射分析中,仿真结果表明:介质损耗在一定程度增大电磁散射的同时,会加大电磁散射的震荡。 展开更多
关键词 交替隐式时域有限差分法 有耗介质 无条件稳定性 数值色散 电磁波
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一种处理分层有耗色散介质的时域逆散射方法 被引量:10
18
作者 刘广东 张业荣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2856-2862,共7页
为了重建分层有耗色散介质的特征参数,我们应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的... 为了重建分层有耗色散介质的特征参数,我们应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的拉格朗日(Lagrange)函数关于特征参数的Férchet导数;最后借助梯度算法和时域有限差分(FDTD)法迭代求解.此外,为了对抗噪声污染和逆问题的病态特性,采用了一阶吉洪诺夫(Tikhonov)正则化方法.数值应用中,利用一组非线性共轭梯度(CG)法,在几种情形下对一维乳房模型进行了数值测试,测试结果显示了算法的鲁棒性和识别病灶的有效性. 展开更多
关键词 逆散射 色散介质 正则化方法 时域有限差分法
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等离子体的交替方向隐式时域有限差分方法 被引量:3
19
作者 刘少斌 莫锦军 袁乃昌 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期363-366,共4页
首次把交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)推广到色散介质———无碰撞非磁化等离子体中 ,计算了非磁化等离子体与电磁波的相互作用 ,使用ADI技术给出了无碰撞等离子体介质中的ADI FDTD迭代公式 .并解析地证明了等离子体ADI FDTD算... 首次把交替方向隐式时域有限差分法 (ADI FDTD)推广到色散介质———无碰撞非磁化等离子体中 ,计算了非磁化等离子体与电磁波的相互作用 ,使用ADI技术给出了无碰撞等离子体介质中的ADI FDTD迭代公式 .并解析地证明了等离子体ADI FDTD算法也是无条件稳定的 .数值计算表明 ,等离子体ADI FDTD算法与传统的FDTD的计算结果吻合 ,计算效率更高 . 展开更多
关键词 ADI-FDTD 磁化等离子体 交替方向隐式时域有限差分法 无条件稳定 隐式 色散介质 迭代公式 时域有限差分方法 算法 电磁波
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介质杆天线的时域特性分析 被引量:11
20
作者 叶红霞 蒋延生 +1 位作者 汪文秉 师振盛 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期413-417,共5页
超宽带技术在通信、雷达等众多领域获得广泛应用,时域天线是其关键技术。对介质杆天线用作时城天线的可行性进行了分析,并给出选择介质杆参数的依据。同时还使用FD-TD(时域有限差分法)数值计算方法分析了在超宽带情况下介质杆的直径、... 超宽带技术在通信、雷达等众多领域获得广泛应用,时域天线是其关键技术。对介质杆天线用作时城天线的可行性进行了分析,并给出选择介质杆参数的依据。同时还使用FD-TD(时域有限差分法)数值计算方法分析了在超宽带情况下介质杆的直径、激励方式及终端渐变方式对天线的传播特性及辐射特性的影响。分析表明这种天线适宜用作时域天线。 展开更多
关键词 介质杆天线 时域天线 超宽带天线 波形畸变 时域有限差分法
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