fdtd方法模擬一維電磁波傳播(參考版)
2025-04-10 05:43本頁面
【正文】 羅寧 大氣波導對電磁波陷獲傳播影響的數(shù)值模擬和試驗驗證 2007(23)【5】Donohue D J。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。結(jié)果表明，在對一維耗散介質(zhì)的仿真中，電磁波是衰減的。經(jīng)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(xiàn)象明顯，可見，F(xiàn)DTD方法的應用，但對于電磁波的研究有著相當重要的作用?，F(xiàn)取導磁率導，其他參數(shù)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。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。 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(guān)，即；而在一維情況下，設TEM被沿方向傳播，介質(zhì)參數(shù)和場量均與無關(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)點取樣如圖2—4—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(shù)量級，可對H或E進行“歸一化”處理。在計算中常常采用Yee元胞為立方體，即等間隔離散 （2—2—14）并記 （2—2—15）這時，（2—2—3）式又可寫為 （2—2—16）其中 （2—2—17） (2—2—18) 電場的其余二式（2—2—6）和（2—2—7）式分別為 (2—2—19) （2—2—20） 以上諸式中的取值與（2—2—3）、（2—2—6）式和（2—2—7）式對應。(2—2—9)式中為，（2—2—9）~（2—2—11）式為FDTD中的時間推進公式。以上（2—2—3）、（2—2—6）式和（2—2—7）式為FDTD中電場的時間推進計算公式。（2—2—1）式整理后可得 （2—2—3）式中 （2—2—4） （2—2—5）上式中標號。設觀察點為的節(jié)點，即，以及時刻， 這樣做是為了在離散式中只出現(xiàn)表2—1所示的各個場分量節(jié)點。表2—1 Yee元胞中E、H各分量節(jié)點位置對于時諧場，若采用復數(shù)表示exp()，實際應用中常給出介質(zhì)的復數(shù)本構(gòu)參數(shù)，例如介電系數(shù)和復磁導系數(shù)為 (2—1—8)上式中的虛部分別對應于介質(zhì)的電和磁損耗。因而，有給定相應電磁問題的初始值及邊界條件，利用FDTD方法就可以逐步推進地求得以后各個時刻空間電磁場的分布。這種電磁場分量的空間取樣方式不僅符合法拉第定律和安培環(huán)路定律的自然結(jié)構(gòu)，而且這種電磁場各分量的空間相對位置也適合于
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