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各向异性德拜色散媒质中传播系数的快速计算
1
作者
张玉贤
樊久扬
+1 位作者
黄志祥
杨利霞
《电波科学学报》
北大核心
2025年第3期439-447,共9页
为了高效、准确地分析三维多层各向异性德拜色散媒质的电磁特性,提出了一种快速传输矩阵法(fast-transfer matrix method,F-TMM)。首先,从旋度麦克斯韦方程组出发,利用已知的平面波横向矢量得到各向异性德拜色散媒质中的控制方程。然后...
为了高效、准确地分析三维多层各向异性德拜色散媒质的电磁特性,提出了一种快速传输矩阵法(fast-transfer matrix method,F-TMM)。首先,从旋度麦克斯韦方程组出发,利用已知的平面波横向矢量得到各向异性德拜色散媒质中的控制方程。然后,通过对控制方程进行进一步的化简和计算,导出各向异性德拜色散媒质的特征值。最后,利用电场和磁场在分界面处的切向连续性,构造多层媒质中的传输矩阵,获得各向异性德拜色散媒质中的反射系数和透射系数。设计了单层单轴/多层双轴各向异性德拜色散媒质的数值实验,并完成了传播系数的数值对比。结果表明,F-TMM相较于COMSOL软件、CST软件和传统传输矩阵法(traditional-transfer matrix method,T-TMM),计算结果的范数误差均小于10^(-4),计算内存和CPU时间节约了至少46.6%和68.1%。本文方法为研究各向异性德拜色散媒质的电磁特性提供了可靠且高效的计算途径。
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关键词
各向异性德拜色散媒质
传输矩阵法
控制方程
特征值
反射系数
透射系数
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职称材料
弧形边界在伴随变量法下的电磁灵敏度分析
被引量：
1
2
作者
张玉贤
朱海鸽
+2 位作者
冯晓丽
杨利霞
黄志祥
《电子与信息学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期4513-4521,共9页
电磁灵敏度分析是评估设计参数变化对电磁性能影响的一种方法,它通过计算灵敏度信息指导结构模型分析,以满足设计规范。商业软件在进行电磁结构优化设计时,常通过调整几何结构并使用传统算法,但这种方法计算耗时且资源占用大。为了提高...
电磁灵敏度分析是评估设计参数变化对电磁性能影响的一种方法,它通过计算灵敏度信息指导结构模型分析,以满足设计规范。商业软件在进行电磁结构优化设计时,常通过调整几何结构并使用传统算法,但这种方法计算耗时且资源占用大。为了提高模型设计的效率,该文提出一种稳定高效的处理方案,即伴随变量法(AVM),利用仅有2次算法模拟条件下,实现在参数变换上进行1~2阶灵敏度估计。当前AVM的绝大多数应用局限在矩形边界参数的灵敏度分析,该文首次开拓性地将AVM拓展到弧形边界参数的灵敏度分析。基于固定的本构参数、频率依赖性目标函数以及瞬态脉冲函数的3种不同情形设计的条件,实现了对弧形结构的电磁灵敏度的高效分析。与有限差分方法(FDM)相比,该方法在计算效率上得到了显著的提高。该方法有效实施显著拓宽了AVM在弧形边界上的应用范围,可应用于等离子体模型的电磁结构、复杂天线模型的边缘结构等优化问题上。当计算资源较少的情况下,可满足电磁结构优化的可靠性和稳定性。
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关键词
电磁灵敏度分析
有限差分法
伴随变量法
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职称材料
题名
各向异性德拜色散媒质中传播系数的快速计算
1
作者
张玉贤
樊久扬
黄志祥
杨利霞
机构
安徽大学
电子信息工程学院
安徽大学
光电信息获取与防护
技术
全国重点实验室
安徽大学集成电路先进材料与技术产教研融合研究院
出处
《电波科学学报》
北大核心
2025年第3期439-447,共9页
基金
国家自然科学基金(62101333)
安徽省高校优秀科研创新团队项目(2022AH010002)
+1 种基金
2024年安徽省高校理工科教师赴企业挂职实践计划项目(2024jsqygz02)
广东省教育厅重点平台及科研项目(2021ZDZX1039)。
文摘
为了高效、准确地分析三维多层各向异性德拜色散媒质的电磁特性,提出了一种快速传输矩阵法(fast-transfer matrix method,F-TMM)。首先,从旋度麦克斯韦方程组出发,利用已知的平面波横向矢量得到各向异性德拜色散媒质中的控制方程。然后,通过对控制方程进行进一步的化简和计算,导出各向异性德拜色散媒质的特征值。最后,利用电场和磁场在分界面处的切向连续性,构造多层媒质中的传输矩阵,获得各向异性德拜色散媒质中的反射系数和透射系数。设计了单层单轴/多层双轴各向异性德拜色散媒质的数值实验,并完成了传播系数的数值对比。结果表明,F-TMM相较于COMSOL软件、CST软件和传统传输矩阵法(traditional-transfer matrix method,T-TMM),计算结果的范数误差均小于10^(-4),计算内存和CPU时间节约了至少46.6%和68.1%。本文方法为研究各向异性德拜色散媒质的电磁特性提供了可靠且高效的计算途径。
关键词
各向异性德拜色散媒质
传输矩阵法
控制方程
特征值
反射系数
透射系数
Keywords
anisotropic Debye dispersive media
transfer matrix method
governing equation
eigenvalues
reflection
transmission coefficients
分类号
O441 [理学—电磁学]
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职称材料
题名
弧形边界在伴随变量法下的电磁灵敏度分析
被引量：
1
2
作者
张玉贤
朱海鸽
冯晓丽
杨利霞
黄志祥
机构
安徽大学
电子信息工程学院
安徽大学
信息
材料与
智能感知
安徽
省实验室
安徽大学集成电路先进材料与技术产教研融合研究院
出处
《电子与信息学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期4513-4521,共9页
基金
国家自然科学基金(62101333,62071003,U21A20457)
安徽省高校优秀科研创新团队项目(2022AH010002)。
文摘
电磁灵敏度分析是评估设计参数变化对电磁性能影响的一种方法,它通过计算灵敏度信息指导结构模型分析,以满足设计规范。商业软件在进行电磁结构优化设计时,常通过调整几何结构并使用传统算法,但这种方法计算耗时且资源占用大。为了提高模型设计的效率,该文提出一种稳定高效的处理方案,即伴随变量法(AVM),利用仅有2次算法模拟条件下,实现在参数变换上进行1~2阶灵敏度估计。当前AVM的绝大多数应用局限在矩形边界参数的灵敏度分析,该文首次开拓性地将AVM拓展到弧形边界参数的灵敏度分析。基于固定的本构参数、频率依赖性目标函数以及瞬态脉冲函数的3种不同情形设计的条件,实现了对弧形结构的电磁灵敏度的高效分析。与有限差分方法(FDM)相比,该方法在计算效率上得到了显著的提高。该方法有效实施显著拓宽了AVM在弧形边界上的应用范围,可应用于等离子体模型的电磁结构、复杂天线模型的边缘结构等优化问题上。当计算资源较少的情况下,可满足电磁结构优化的可靠性和稳定性。
关键词
电磁灵敏度分析
有限差分法
伴随变量法
Keywords
Electromagnetic sensitivity analysis
Finite Difference Method(FDM)
Adjoint Variable Method(AVM)
分类号
TN011 [电子电信—物理电子学]
O441.4 [理学—电磁学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
各向异性德拜色散媒质中传播系数的快速计算
张玉贤
樊久扬
黄志祥
杨利霞
《电波科学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
弧形边界在伴随变量法下的电磁灵敏度分析
张玉贤
朱海鸽
冯晓丽
杨利霞
黄志祥
《电子与信息学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
已选择
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