fdtd方法模擬一維電磁波傳播-資料下載頁(yè)
2025-04-07 05:43本頁(yè)面
【正文】 （2—2—21） （2—2—22） （2—2—23）其中 （2—2—24） （2—2—25）根據(jù)上述FDTD差分方程組可得出計(jì)算電磁場(chǎng)的時(shí)域推進(jìn)計(jì)算方法，如圖2—2—1所示。圖2—2—1 FDTD在時(shí)域的交叉頒布逐步推進(jìn)計(jì)算在編程中，為了使計(jì)算中平面波情況下電場(chǎng)和磁場(chǎng)有相同的數(shù)量級(jí)，可對(duì)H或E進(jìn)行“歸一化”處理。即以代替（或以代替），其中為自由空間波阻抗。 直角坐標(biāo)系中的FDTD：一維情況對(duì)于二維問(wèn)題，設(shè)所有物理量均與坐標(biāo)無(wú)關(guān)，即；而在一維情況下，設(shè)TEM被沿方向傳播，介質(zhì)參數(shù)和場(chǎng)量均與無(wú)關(guān)，及，于是麥克斯韋方程為 （2—3—1） （2—3—2） 一維情況E、H分量空間節(jié)點(diǎn)取樣如圖2—4—1所示。一維Yee中E、H各分量節(jié)點(diǎn)與時(shí)間步取值的整數(shù)和半整數(shù)如表2—3所示。方程（2—4—1）和（2—4—2）的FDTD （2—3—3） （2—3—4） 其中的含義與（2—3—6）~（2—3—9）式相同。如果介質(zhì)為無(wú)耗，即= 0，則以上二式簡(jiǎn)化為 （2—3—3） （2—3—4） 以上即為FDTD模擬一位電磁波傳播的理論基礎(chǔ)第 三 章 分析電磁波模擬圖像用FDTD算法，以Matlab為工具模擬一位電磁波傳播，共振源頻率為=，介電常數(shù)為=，導(dǎo)磁率()，其模擬圖形如下： 4ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)波動(dòng)情況 8ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的波動(dòng)情況 12ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的波動(dòng)情況上圖分別為電場(chǎng)（紅）和磁場(chǎng)（藍(lán)）在各個(gè)時(shí)刻的傳播圖形，該傳播趨勢(shì)呈現(xiàn)衰減現(xiàn)象?，F(xiàn)取導(dǎo)磁率導(dǎo)，其他參數(shù)均不改變，則可得到以下波形圖： 4ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播圖形 8ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播圖形 12ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播圖形~，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的傳播圖像并無(wú)明顯變化，總體仍然是呈衰減的趨勢(shì)?，F(xiàn)將介電常數(shù)改變，取，~，再次模擬可得圖像如下： 4ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播圖形 8ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播圖形 12ns時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)傳播圖形結(jié) 論 由以上諸圖可明顯看出，介電常數(shù)對(duì)于模擬電磁波傳播影響非常大，當(dāng)介電常數(shù)改變時(shí)，電磁波將受到極大地影響，波長(zhǎng)變化尤為明顯。經(jīng)過(guò)嚴(yán)密計(jì)算以及多次模擬，得到的以上圖像均可證明FDTD方法模擬電磁波傳播使其計(jì)算簡(jiǎn)便，現(xiàn)象明顯，可見，F(xiàn)DTD方法的應(yīng)用，但對(duì)于電磁波的研究有著相當(dāng)重要的作用。 應(yīng)用時(shí)域有限差分法成功對(duì)一維進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，在對(duì)一維耗散介質(zhì)的仿真中，電磁波是衰減的。參考文獻(xiàn) 【1】Paulus R A Evaporation duct effects on sea clutter [外文期刊] 1990(11)【2】Gossard E E。Strauch R G Radar observations of clear air and clouds 1983【3】Levy M F Parabolic equation methods for electromagnetic wave propagation 2000【4】黃小毛。張永剛。羅寧 大氣波導(dǎo)對(duì)電磁波陷獲傳播影響的數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證 2007(23)【5】Donohue D J。Kuttler J R Propagation modeling over terrain using the parabolic wave equation 【6】電磁波時(shí)域有限差分方法—葛德彪
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