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给出了一种新的计算各向异性磁化色散介质的有限差分(FDTD)算法,称为移位算子FDTD(SO-FDTD)算法,它利用算子之间的移位递推关系,将一类色散介质的包含介电常数的表达式写成有理分式函数形式,进而导出FDTD中一系列相关量之间的关系.通过计算各向异性等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,验证了该算法的高效性和高精度,与JEC算法相比,可使计算效率提高数倍.
关键词:
磁化等离子体
电磁波
FDTD方法
各向异性 相似文献
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基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出了一种用于色散介质电磁特性分析的半解析递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD). 该方法既保持了FDTD方法处理复杂目标的灵活性,又吸取了线性系统SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存、高效率等优点,只需给出色散介质模型的极点和对应系数,即可运用SARC FDTD递推公式和通用程序进行计算,具有较好的通用性. 通过Debye,Drude和Lorentz三种常用色散介质模型对算法进行了验证.
关键词:
时域有限差分
色散介质
半解析递归卷积 相似文献
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一种高效计算各向异性磁化等离子体的时域有限差分算法 总被引:2,自引:1,他引:1
利用电流密度和电场强度的卷积关系,引入电流密度和电场强度分段线性近似,导出一种适合各向异性磁化等离子体介质的FDTD算法的计算公式.计算各向异性碰撞磁化等离子体平板对平行于磁场传播的电磁波的反射和透射系数,与解析结果比较,验证该算法的高效性和高精度,与电流密度卷积(JEC)算法和分段线性电流密度卷积(PLCDRC)算法相比,计算精度及计算效率显著提高.此外,用该算法验证了法拉第旋转效应. 相似文献
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将一类色散介质的介电常数写成有理分式函数形式,进而导出FDTD中电位移矢量D和电场强度E之间的关系,形成SO-FDTD方法. 应用该方法计算了冷等离子体平板对电磁波的反射系数,通过与解析结果的比较,验证了该算法的高效性和高精度,同时,应用SO-FDTD方法,计算了等离子体层对垂直入射电磁波的反射系数,结果表明:等离子体厚度、电子密度、电子密度的分布形式和入射波频率是影响反射系数的重要因素.
关键词:
等离子体
电磁波
FDTD方法 相似文献
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等离子体涂覆目标散射特性SARC FDTD方法分析 总被引:1,自引:0,他引:1
基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出一种用于色散介质电磁特性分析的通用递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD),不仅具有绝对稳定性和高精度、低内存、高效率等优点,而且对于常见色散介质模型,具有统一的形式,计算时只需给出色散介质模型的极点和对应系数,使用方便,通用性好.通过算例验证了方法的有效性,并对有等离子体存在的目标电磁散射截面(RCS)进行了计算和分析. 相似文献
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等离子体填充到一维介质-真空微波光子晶体的缺陷层构成一种可调谐单通道滤波器.据等离子体的强色散特性,其等效折射率与电磁波频率及等离子体频率等参数有关,因而可以通过改变等离子参数,使一维微波光子晶体缺陷层的谐振频率发生偏移,实现微波光子晶体的可调谐滤波特性.介质层和等离子体层分别采用了时域有限差分(FDTD)算法及分段线性电流密度卷积时域有限差分(PLJERC-FDTD)算法.数值模拟表明,通过改变等离子体频率可以实现滤波通道在光子禁带内较大带宽范围的移动.
关键词:
等离子体
微波光子晶体
可调谐滤波 相似文献
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The precision and computational efficiency of the shift operator finite-difference time-domain (SO-FDTD) method are compared with those of the piecewise linear current density recursive convolution (PLCDRC) method by simulating the electromagnetic wave at different frequency propagation in homogeneous unmagnetized plasma in this paper. The results show that the two methods almost have the same precision, but the CPU time of the SO-FDTD method is less than that of the PLCDRC method, this is because the SO-FDTD method eliminates many convolution operations of the PLCDRC method. 相似文献
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时变磁化等离子体光子晶体光子局域态分析 总被引:2,自引:0,他引:2
采用磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(Piecewise Linear Current Density Recursive Convolution,PLCDRC)时域有限差分(Finite-Different Time-Domain,FDTD)算法研究了具有单一缺陷层一维时变磁化等离子体光子晶体的光子局域态特性。以高斯脉冲为激励源,用算法公式所得的电磁波透射系数来讨论了等离子体上升时间对其缺陷模的影响。结果表明,改变等离子体上升时间和密度可以获得不同的缺陷模。 相似文献
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采用磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(Piecewise Linear Current Density Recursive Convolution,PLCDRC)时域有限差分(Finite-Different Time-Domain, FDTD)算法研究了一维时变磁化等离子体光子晶体的禁带特性。以高斯脉冲为激励源,用算法公式所得的电磁波透射系数来讨论了等离子体上升时间、密度、周期常数对其禁带特性的影响。结果表明,改变等离子体上升时间和密度可以实现对禁带的控制。 相似文献
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磁化等离子体光子晶体是磁化等离子体和介质(真空)构成的人工周期性结构.本文用磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(PLCDRC)时域有限差分(FDTD)算法分析了磁化等离子体光子晶体特性.分析了磁化等离子体参数对电磁带隙的影响.从时域的角度分析了高斯脉冲在磁化等离子体光子晶体中的传播过程,给出了时域反射和透射波形.从频域的角度给出了磁化等离子体光子晶体的电磁反射系数和透射系数,并对结果进行了分析.
关键词:
磁化等离子体
光子晶体
时域有限差分法 相似文献
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采用等温近似,用磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(Piecewise Linear Current Density Recursive Convolution,PLCDRC)时域有限差分(Finite-differentce Time-domain,FDTD)算法研究了具有单一缺陷层的一维磁化等离子体光子晶体的缺陷模特性;以高斯脉冲为激励源,用算法公式计算所得的电磁波透射系数,讨论了温度和等离子体层密度对其缺陷模的影响。结果表明:改变温度和等离子体层密度可以获得不同的缺陷模。 相似文献
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Mohamed Charif Soufiane El Adraoui Mounirh Khalid Asmaa Zugari Mohamed I. Yaich Mohsine Khalladi 《Optik》2014
The current density (JE), the piecewise linear recursive convolution (PLRC) and the constant convolution recursive (CRC) techniques are developed and integrated into the transmission line matrix (TLM) algorithm. A comparison of these three schemes according to the criteria of accuracy and CPU time is presented. Numerical experiments show that JE provides the most accurate solution and requires the least CPU time; PLRC is nearly as accurate but consumes more CPU time than CRC. 相似文献
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采用时域有限差分法中的分段线性电流密度卷积算法,研究具有单一缺陷层的一维非磁化等离子体光子晶体的缺陷模特性.从频域角度分析得到微分高斯脉冲的透射率,并讨论该光子晶体的缺陷层介电常数、厚度、位置、光子晶体的周期常数和等离子体参数对其缺陷模的影响.结果表明,改变以上参数可获得不同的缺陷模.
关键词:
时域有限差分法
非磁化等离子体光子晶体
缺陷模 相似文献