时域有限差分方法实现电磁场仿真-chap3.pdf

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时域有限差分方法实现电磁场仿真-chap3

时域有限差分方法(FDTD) 实现电磁仿真 孔祥鲲副研究员 xkkong@nuaa.edu.cn 雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室 电子信息工程学院 Chap.3二维电磁仿真问题求解 本章内容 3.1 二维问题中的时域有限差分法 3.2 完美匹配层 本章主要介绍二维FDTD方法仿真电磁问题。 第一节中,将介绍FDTD方如何在二维场中展开应用,并用点源 作为范例。 第二节主要讨论如何利用吸收边界配合二维场展开计算。 电磁仿真与微波电路CAD课程 3.1二维问题中的时域有限差分方法 从第二章中得到的归一化麦克斯韦方程出发 当我们处理三维仿真问题的时候,按照直角坐标系的分量处理 E ,E ,E H ,H ,H 办法,有6个参量 x y z ,x y z ; 处理二维问题的时候,选取两类代表性的电磁传输模式进行研 究。 TM模式 TE模式 电磁仿真与微波电路CAD课程 3.1二维问题中的时域有限差分方法 以TM模式为例,3.1式推导为 二维问题,将电场和磁场进行交错计算处理; 对时间和空间离散,作中心差分近似,得到 电磁仿真与微波电路CAD课程 3.1二维问题中的时域有限差分方法 电场由周围的四个磁场共同计算 得到; X方向磁场由相邻的两个电场计算 得到; Y方向磁场由相邻 的两个电场计算得 到; 电磁仿真与微波电路CAD课程 3.1二维问题中的时域有限差分方法 采用第一章相同的操作 获得二维迭代公式 电磁仿真与微波电路CAD课程 3.1二维问题中的时域有限差分方法 注意 E D  z 和 的关系,采用了一维有耗媒质中的关系。 z 程序要点 jc=100; ddx=0.01 ; clear epsz=8.85419*(1E-12); ez(1:200,1:200)=0.0;hx(1:200,1:200) dt=ddx/(2*3*(1E8)); =0.0;dx(1:200,1:200)=0.0;hy(1:200,1 T=0; :200)=0.0; t0=20.0; ga(1:200,1:200)=1.0; spread=6.0; dz(1:200,1:200)=0.0; nsteps=200; ic=100; 电磁仿真与微波电路CAD课程 3.1二维问题中的时域有限差分方法 for n=1:nsteps T=T+1; %calculate the Dx field

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