任意磁偏角磁化等离子体的PLRC—FDTD算法

把运用于处理各向同性媒质的分段线性递归卷积时域有限差分(PLRC-FDTD)方法进行拓展,用它处理任意磁偏角磁化等离子体的电磁问题,给出了该算法相应的递推计算公式,计算了任意磁偏角磁化等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,算法结果与解析解相比吻合很好,从而验证了该算法用于任意磁偏角磁化等离子体的有效性和高精度.此外,当电磁波传播方向与外加磁场方向成任意取向时,反射系数和透射系数幅度的图像形状是相似的,都在等离子体频率处发生一个明显的突变.     

基于拉氏变换原理的三维磁化等离子 体电磁散射FDTD分析

 根据拉普拉斯变换(LT)原理,提出了一种新的分析色散介质的电磁特性的时域有限差分(FDTD)算法,称为电流密度拉普拉斯变换时域有限差分(CLT-FDTD)算法.利用磁化等离子体介质中的关于电流密度矢量与电场强度的本构方程,将其两边分别拉普拉斯变换,得到s域内的本构方程.最后进行逆拉普拉斯变换和指数差分,得到在时域里易于求解的FDTD迭代方程.通过该方法计算了非磁与磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),验证了该方法正确性与有效性.     

FDTD Modeling for Dispersive Media Using Matrix Exponential Method

This letter presents a finite-difference time-domain formulation to model electromagnetic wave propagation in dispersive media using matrix exponential method. The Maxwell's curl equations and the time domain relations between electric fields and auxiliary variables are formulated as a first order differential matrix system. The fundamental solution to such a system is derived in terms of matrix exponential and the update equations can be extracted conveniently from the solution. Numerical results show that this formulation yields higher accuracy compared to many other previous methods, without incurring additional auxiliary variable and complexity.      

用FDTD算法模拟电磁波在各向异性媒质中的传播

本文用时域有限差分（FDTD）法计算并模拟电磁（光）波在各向异性媒质中的传播。为了验证方法的有效性，以负单轴晶体为例进行了大量的数值计算，从所得结果看，双折射和极化分束现象清且与解析图解法的结果相吻合，此法确可推广应用于普遍的各向异性媒质中电磁波的传播问题。     

PLRC-WCS FDTD Method for Dispersive Media

The weakly conditional stability finite-difference time-domain algorithm is extended to solve the electromagnetic problem in dispersive media in combination with the piecewise linear recursive convolution (PLRC) scheme. This proposed method provides the same accuracy as the PLRC approach yet requires shorter computational time than the RC approach.      

用FDTD分析光晶带隙结构散射特性

本文对由介质构成的光晶带隙结构进行分析,采用FDTD方法进行数值仿真,计算了一维、二维全介质光晶带隙结构,对不同入射角的情况进行了研究,给出了反射系数曲线.     

带有填充各向异性介质凹槽的金属目标电磁散射的FDTD法分析

本文利用各向异性时域有限差分法(FDTD)分析填充各向异性介质凹槽的金属目标的电磁散射.就一种特定的典型金属目标模型,详细计算分析了开槽位置、宽度和深度以及填充材料对其电磁散射特性的影响,计算结果显示在目标的特定部位开适当宽度和深度的槽并填充负单轴各向异性介质能显著降低目标的后向雷达散射截面(RCS).     

一种适用于任意色散媒质的新型FDTD方法研究

本文提出一种新的适用于各种复杂色散媒质的时域有限差分法,将色散媒质表征为一组无限冲激响应滤波器(IIR),由此导出基于介电常数和导电系数的时域有限差分方程,并对算法的稳定性条件和数值色散关系进行分析.这种改进的FDTD能分析与频率有关的电磁场问题.为验证该方法的有效性和可靠性,本文用冲激响应不变法设计IIR滤波器模拟色散媒质,并对高斯脉冲入射色散媒质的情况进行数值模拟,结果与解析值完全吻合.     

强电磁脉冲电离大气三维FDTD仿真

强电磁脉冲在大气中传播时会导致大气分子电离,且电离气体又会反作用于传播的电磁波,因此是 一个传播状态动态实时变化的物理过程。要准确模拟该过程需要综合考虑电磁波传播、大气电离、带电粒子运动等 物理过程。为解决该问题,文中结合麦克斯韦方程、等离子体方程、磁流体动力学方程等,构建多物理场分析方程 组,该方程组能够考虑强电磁脉冲传播时大气电离、扩散、附着、复合等物理效应。进而结合三维时域有限差分方法 (FDTD)来构建动态仿真模型,对强电磁脉冲在大气中的传播过程进行仿真并分析其宏观大气电离效果。     

三维FDTD方法中高效平面波源的引入

应用分裂平面波时域有限差分（Splitting Plane wave Finite Difference Time Domain,SP-FDTD）方法到三维时域有限差分（Finite Difference Time Domain,DFDTD）中引入高效平面波源.该方法基于分裂场思想,在一维FDTD上构造了新的迭代公式,使得一维FDTD和三维FDTD离散网格之间的数值相速度一致,消除了由于相速不一致而在总场区引起的泄漏误差以及插值带来的数值误差.通过数值算例验证了SP-FDTD方法对不同波源在任意角度（斜入射）下的平面波入射都是有效的,且泄露误差均在-300dB水平.     

基于三维卷积的帕金森患者拖步识别

冻结步态(FoG)是一种在帕金森病(PD)中常见的异常步态,而拖步则是冻结步态的一种表现形式,也是医生用来判断患者的治疗状况的重要因素,并且拖步状态也对PD患者的日常生活有很大影响。该文提出一种通过计算机视觉来实现患者拖步状态自动识别的方法,该方法通过以3维卷积为基础的网络结构,可以从PD患者的TUG测试视频中自动识别出患者是否具有拖步症状。其思路是首先利用特征提取模块从经过预处理的视频序列中提取出时空特征,然后将得到的特征在不同空间和时间尺度上进行融合,之后将这些特征送入分类网络中得到相应的识别结果。在该工作中共收集364个正常步态样本和362个具有拖步状态的样本来构成实验数据集,在该数据集上的实验表明,该方法的平均准确率能够达到91.3%。并且其能从临床常用的TUG测试视频中自动准确地识别出患者的拖步状态,这也为远程监测帕金森病患者的治疗状态提供了助力。     

利用三维FDTD法分析非对称横电磁波室内场的分布

本文利用三维ＦＤＴＤ法分析了ＡＴＥＭ Ｃｅｌｌ内场的分布,着重介绍计算方法和不同频率ＡＴＥＭ Ｃｅｌｌ内场分布的特点,以及实际测量结果。     

基于OpenMP的色散介质FDTD并行程序设计

分析了色散介质时域有限差分的模型,并针对非磁化等离子体给出了的分层线性递归卷积算法。介绍了OpenMP并行设计的基本模型,并将其应用于非磁化等离子体的计算当中。最终通过验证非磁化等离子体的透射电磁波,验证了将OpenMP并行设计应用于色散介质中的准确性,同时依据计算区域大小不同的3个算例验证了该算法具有较高的并行性能。     

Simple Trapezoidal Recursive Convolution Technique for the Frequency-Dependent FDTD Analysis of a Drude–Lorentz Model

A concise formulation of the frequency-dependent finite-difference time-domain (FDTD) method is presented using the trapezoidal recursive convolution (TRC) technique for the analysis of a Drude-Lorentz model. The TRC technique requires single convolution integral in the formulation as in the recursive convolution (RC) technique, while maintaining the accuracy comparable to the piecewise linear RC (PLRC) technique with two convolution integrals. The TRC technique is introduced not only to the traditional explicit FDTD, but also to the unconditionally stable implicit FDTD based on the locally one-dimensional (LOD) scheme. Through the analysis of a surface plasmon waveguide, the effectiveness of the TRC technique is investigated for both explicit FDTD and LOD-FDTD, along with the existing RC and PLRC techniques.     

FDTD 结合支持向量机反演各向异性材料电磁参数

本文首先介绍了太赫兹波导和3D打印技术的发展现状。3D打印作为一项新兴的技术,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料通过逐层打印的方法构造实体,打破了传统THz波导技术的局限性。本文介绍的3D打印THz波导利用聚合树脂作为打印材料,打印完成的THz波导在其传输通路上镀500nm的金,金的厚度足以支持THz传播。利用这种方法可以打印出直波导、三维弯曲面、三维Y劈和U型波导等多种结构。3D打印THz波导除传输损耗略高外,其传输模式及其特性与传统的金属波导基本一致,这种额外的传输损耗归咎于商业3D打印机的精度。     

一种计算有耗媒质中跨界目标电磁散射的高效算法

为了克服传统离散复镜像法计算有耗媒质中索莫菲尔德积分的不足,提出了一种基于增强离散复镜像法的插值算法。当场点和源点位于分界面两侧时,谱域格林函数中同时包含场点和源点位置坐标,传统二级离散复镜像法无法一次拟合复指数参数,考虑将谱域核函数对场点坐标分离,然后建立复镜像参数随源点坐标的一维插值表,从而可以对复镜像参数进行插值运算;当场点和源点均位于有耗媒质中时,二级离散复镜像法的采样路径会带来错误,提出对谱域核函数进行形式变换再进行求解,从而使插值法适合有耗媒质中格林函数的计算;为了扩大传统二级离散复镜像法的横向计算距离,在对复镜像参数进行复指数级数拟合时,选择增强离散复镜像法的采样路径。该方法同传统对格林函数进行插值的方法相比,在计算复杂度降低的同时,效率和精度都获得了大大提高。     

节点修正FDTD法计算薄层色散介质涂覆目标的雷达散射截面

在FDTD计算中,当色散介质薄层厚度小于一个元胞时,利用将电位移矢量和磁感应强度加权平均的方法,求出薄层所在元胞的等效参数,从而在二维FDTD中实现了色散介质薄层的节点修正法。通过与细网格的计算结果比较,证明该方法能处理薄层厚度小于一个元胞的色散介质薄层。计算了金属方柱涂覆薄层洛伦兹介质的雷达散射截面。     

用FDTD法分析和模拟三维空间电磁波的散射和传输

本文采用时域有限差分(FDTD)法计算并在PC机上模拟三维空间电磁波的散射和传输.散射体可为具有弯曲表面的三维物体,传输结构可为多介质的变向和分支型导波结构,时间波形可为单频定态波也可为任意脉冲波.在PC机上将散射近场和传输波场分布动态立体地模拟显示出来.边界上和不连续处的反射波、迅衰场、表面波和漏波等细微现象也能形象地显示出来.     

利用FDTD方法计算具有涂层腔体之散射场

利用ＦＤＴＤ方法计算了具有涂层腔体之散射场，其中考虑了腔体的两种模型，一种是Ｓ形模型，另一种是终端含有中心锥玫叶片的圆筒形模型。     

多芯片组件互连瞬态响应的递归卷积法分析

根据ＭＣＭ互连线的特点,用一种简洁高效的技术对耦合有耗传输线去耦。在单根传输线的研究中,利用系统匹配法及递归法,方便有效地求得了特征导纳函数、特征指数函数的麦克荣林展式,然后用指数衰减多项式法求得其对应的时域函数。最后,利用多重极点递归卷积法求得了任意端接负载的时域响应。