本文關(guān)鍵詞：時(shí)域有限積分技術(shù)的周期邊界理論及實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：時(shí)域有限差分(FDTD)方法自提出以來,經(jīng)過近50年的發(fā)展已成為一種成熟的數(shù)值方法,在處理電磁問題時(shí)具有簡單、直觀、靈活的優(yōu)點(diǎn)。許多電磁結(jié)構(gòu)具有一維或者多維的周期特性,例如,頻率選擇表面(FSS)被廣泛應(yīng)用于天線罩用來控制到達(dá)天線的能量；另一種可以看做周期結(jié)構(gòu)的是天線陣列,如果天線陣列足夠大,陣列的許多重要參數(shù)可以通過將其視為周期結(jié)構(gòu)來獲得。本文在FDTD的理論基礎(chǔ)上,介紹了FDTD的另一種表現(xiàn)形式——時(shí)域有限積分技術(shù)(TDFIT)及其周期邊界條件(PBC)的相關(guān)理論,實(shí)現(xiàn)了適用于TDFIT算法框架下的周期邊界條件。本文的主要貢獻(xiàn)概括如下：1.在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的TDFIT算法框架下,實(shí)現(xiàn)了周期邊界條件的功能。2.利用周期邊界條件,建立了輻射周期結(jié)構(gòu)離散網(wǎng)格模型,計(jì)算了無限大陣列中輻射單元的有源輻射方向圖,并以喇叭天線輻射單元為例進(jìn)行正確性驗(yàn)證。此外,利用周期邊界得到矩形波導(dǎo)天線的單元輻射方向圖,對其進(jìn)行陣列方向圖綜合。與真實(shí)陣列仿真的結(jié)果相比,結(jié)果吻合很好。3.進(jìn)一步推廣了周期邊界條件的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了周期結(jié)構(gòu)模型下平面波的引入,解決了周期結(jié)構(gòu)相關(guān)的電磁散射問題,實(shí)現(xiàn)了近場反射系數(shù)和透射系數(shù)的提取。引入平面波的方法稱為譜TDFIT方法,將傳統(tǒng)的單個(gè)入射角度下的平面波替代為橫截面常波數(shù)波(CTW)。因?yàn)榻孛嫔系牟〝?shù)為常數(shù),在截面上不存在時(shí)延,所以不論是垂直入射還是斜入射,周期邊界條件都可以在時(shí)域內(nèi)直接實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O441.4

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本文編號(hào)：1180121