fdtd方法模擬一維電磁波傳播-資料下載頁
2025-04-07 05:43本頁面
【正文】 （2—2—21） （2—2—22） （2—2—23）其中 （2—2—24） （2—2—25）根據上述FDTD差分方程組可得出計算電磁場的時域推進計算方法，如圖2—2—1所示。圖2—2—1 FDTD在時域的交叉頒布逐步推進計算在編程中，為了使計算中平面波情況下電場和磁場有相同的數量級，可對H或E進行“歸一化”處理。即以代替（或以代替），其中為自由空間波阻抗。 直角坐標系中的FDTD：一維情況對于二維問題，設所有物理量均與坐標無關，即；而在一維情況下，設TEM被沿方向傳播，介質參數和場量均與無關，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)點取樣如圖2—4—1所示。一維Yee中E、H各分量節(jié)點與時間步取值的整數和半整數如表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。如果介質為無耗，即= 0，則以上二式簡化為 （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=，介電常數為=，導磁率()，其模擬圖形如下： 4ns時電場和磁場波動情況 8ns時電場和磁場的波動情況 12ns時電場和磁場的波動情況上圖分別為電場（紅）和磁場（藍）在各個時刻的傳播圖形，該傳播趨勢呈現衰減現象?，F取導磁率導，其他參數均不改變，則可得到以下波形圖： 4ns時電場和磁場傳播圖形 8ns時電場和磁場傳播圖形 12ns時電場和磁場傳播圖形~，電場和磁場的傳播圖像并無明顯變化，總體仍然是呈衰減的趨勢?，F將介電常數改變，取，~，再次模擬可得圖像如下： 4ns時電場和磁場傳播圖形 8ns時電場和磁場傳播圖形 12ns時電場和磁場傳播圖形結 論 由以上諸圖可明顯看出，介電常數對于模擬電磁波傳播影響非常大，當介電常數改變時，電磁波將受到極大地影響，波長變化尤為明顯。經過嚴密計算以及多次模擬，得到的以上圖像均可證明FDTD方法模擬電磁波傳播使其計算簡便，現象明顯，可見，FDTD方法的應用，但對于電磁波的研究有著相當重要的作用。 應用時域有限差分法成功對一維進行了數值模擬。結果表明，在對一維耗散介質的仿真中，電磁波是衰減的。參考文獻 【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 大氣波導對電磁波陷獲傳播影響的數值模擬和試驗驗證 2007(23)【5】Donohue D J。Kuttler J R Propagation modeling over terrain using the parabolic wave equation 【6】電磁波時域有限差分方法—葛德彪
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