【摘要】：在電磁兼容(EMC)研究中,研究電磁波與結(jié)構(gòu)間作用過程是很重要的組成部分。幾何一致性繞射理論等解析算法和數(shù)值算法(時(shí)域有限差分方法、矩量法等)都可以用來分析電磁作用過程散射問題,但是當(dāng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時(shí),高性能數(shù)值算法的實(shí)現(xiàn)具有挑戰(zhàn)性。為了研究復(fù)雜電磁環(huán)境效應(yīng),必須發(fā)展高精度、高效的數(shù)值求解方法。為此,本學(xué)位論文進(jìn)一步發(fā)展了傳統(tǒng)的時(shí)域有限差分方法(FDTD),從減少數(shù)值色散誤差等方面改進(jìn)了共形FDTD方法(CFDTD)和高階共形FDTD方法(Conformal FDTD (2,4)),并對(duì)不同類型、不同材質(zhì)的二維、三維尖劈散射、反射、繞射特性和有意電磁干擾中的天線響應(yīng)等方面進(jìn)行了深入研究。本學(xué)位論文主要內(nèi)容安排和創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1) 提出了完純導(dǎo)體(PEC)表面共形FDTD方法和介質(zhì)表面共形FDTD方法的基本公式,并簡(jiǎn)要介紹了共形FDTD網(wǎng)格生成方法。分析了該類FDTD方法中的數(shù)值色散誤差問題,將基于系數(shù)修正、低消耗數(shù)值色散誤差修正方法引入到了共形FDTD方法中。(2) 基于高階FDTD的基本原理,給出了FDTD (2,4)的完純導(dǎo)體(PEC)和介質(zhì)共形技術(shù)的基本公式；提出了基于FDTD(2,4)的卷積完全匹配層(CPML)吸收邊界技術(shù),并且將色散誤差修正方法引入到FDTD(2,4)共形技術(shù)中。(3)提出了平面波和線源輻照下尖劈衍射問題的幾種常見高頻近似算法解,并且發(fā)展了用FDTD方法提取線源輻照下PEC尖劈衍射場(chǎng)的方法,該方法分別應(yīng)用于改進(jìn)共形FDTD方法、改進(jìn)共形FDTD(2,4)方法中。對(duì)不同電磁脈沖入射時(shí)尖劈的散射、衍射現(xiàn)象進(jìn)行了深入研究；特別地,對(duì)于二維PEC尖劈,用改進(jìn)共形FDTD(2,4)方法進(jìn)行了仿真計(jì)算,并用多步方法提取了衍射場(chǎng)以及尖劈周圍所有點(diǎn)的衍射場(chǎng)；將改進(jìn)的FDTD算法與普通FDTD算法、共形FDTD算法及幾何一致性繞射理論(UTD)解析算法進(jìn)行了對(duì)比分析,證明提出的改進(jìn)FDTD算法在二維、三維尖劈問題仿真計(jì)算中都有更高的精度。(4)研究了由完純導(dǎo)體和介質(zhì)材料構(gòu)成的復(fù)合尖劈散射和衍射問題,并且提出了一種混合FDTD方法,用來同時(shí)處理PEC和介質(zhì)共形結(jié)構(gòu),并完成了數(shù)值色散誤差修正；分別在TE和TM入射情形時(shí),將本算法應(yīng)用到線源脈沖作用下復(fù)合尖劈周圍場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算中,并對(duì)記錄下來的場(chǎng)值進(jìn)行快速傅里葉變換和歸一化；再將歸一化場(chǎng)強(qiáng)與解析算法結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,證明用該混合FDTD算法可以精確預(yù)測(cè)各種復(fù)合尖劈的散射過程。(5) 研究了幾種常見天線結(jié)構(gòu)的FDTD仿真方法。分析了Gap饋源方法和新型天線同軸饋電模型；將這兩種方法應(yīng)用到多種天線結(jié)構(gòu)的FDTD仿真中；得到了在不同電磁脈沖作用下不同天線結(jié)構(gòu)的響應(yīng)模式,它們能直接用于電磁防護(hù)設(shè)計(jì)中。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN03

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 葛德彪，朱之偉;涂層金屬平板繞射系數(shù)的計(jì)算[J];電子學(xué)報(bào);1996年03期

本文編號(hào)：2738672