MEI系数循环卷积的快速解法

提出了一种用于减少不变量测试方程(MEI)法计算时间的快速算法,循环卷积和快速多极子(FMM)技术(CC-FMM)分别用于不同区域对应的MEI系数,可以加速建立不变量测试方程所需系数的计算.由于循环卷积和FMM的计算效率明显高于直接求和,故整个算法的计算时间明显减少.二维验算实例验证了这种算法的有效性和准确度.     

一种用于求解双周期结构电磁散射问题的吸收边界条件

本文基于频域有限差分（ＦＤＦＤ）法分析双周期结构的电磁散射问题。以Ｆｌｏｑｕｅｔ模式吸收概念建立的截断面边界吸收条件,为解决这类三维散射问题提供了一种有用的工具。采用压缩存储方式,结合最小二乘法求解建立的稀疏矩阵方程组,对周期Ｔ－型和尖劈型吸收材料后向散射功率的计算结果等,与有关文献对比,验证了该方法的正确性。     

三维散射体宽角度RCS的快速算法

基于渐近波形估计（AWE）技术和区域分裂法（DDM）快速预测有限长三维柱体的单站RCS方向图。首先采用区域分裂法结合频域有限差分（FDFD－DDM）把柱体表面的等效电流和磁流在给定的某一角度展开成Taylor级数,然后通过Pade逼近将Taylor级数转化为有理函数,由此可获得柱体在任一角度入射波照射下的表面等效电流和磁波,进而计算出单站RCS方向图。计算结果表明采用AWE技术得到的结果和直接采用FDFD－DDM法得到的结果吻合较好,同时计算效率得到了很大的提高。     

电磁耦合问题的区域分解算法

作为偏微分方程数值解新技术,区域分解算法对于大型复杂问题的求解表现出巨大的优越性。本文将其与频域有限差分法(FDFD)结合,对有限厚度导体平面上缝隙电磁耦合问题进行了分析。通过将所分析的结构划分为多个相对独立的规则子域,使原问题中差分方程的系数矩阵转换为各子域中带宽极窄的带状阵,从而使计算时间和计算所需内存分别下降为O(N)和O(max(Ni)),其中N为总网格点数,Ni为第i个子域的网格点数。数值结果与文献提供的结果吻合,证明了该法的有效性。同时,该法很容易实现并行计算,为进一步提高计算效率提供可能。     

渐近波形估计技术加速的频域有限差分法

本文提出了一种基于三维频域有限差分法(3D-FDFD)和渐近波形估计技术(AWE)计算三维微波结构S参数的快速算法。在分析中,将输入和输出端口的电场分别展开成某抽样频率点处的泰勒级数,通过Pad逼近及奇异值分解技术求出电场与频率的有理函数解析表达式,从而获得频带内的S参数。数值计算结果与已有结果吻台良好,并且与传统FDFD法相比,计算效率提高很多。     

A Compact 2-D Finite-Difference Frequency-Domain Method for Dispersion Characteristics Analysis of Trapezoidal-Ridge Waveguides

A compact two-dimension (2-D) finite-difference frequency-domain (FDFD) method is used to analyze the dispersion characteristics of single and double trapezoidal-ridge waveguides. The general 2-D FDFD formulation under orthogonal curvilinear coordinate system is derived from the difference form of Maxwell’s equations, and modified difference formulas at the trapezoidal-ridge section are built. After implementing the boundary conditions, the 2-D FDFD formulation is concluded as an eigen equation and then constructed by a highly sparse matrix. By solving the matrix-eigen equation, the dispersion characteristics of the ridged waveguides can be obtained. Computed results are in good agreements with the previously published and simulated ones, which prove the correctness of the method.     

多层微带贴片天线的三维全波分析

提出一种基于３Ｄ－ＦＤＦＤ分析多层微带贴片天线的方法,在计算中有用非均匀网格减少对内存的需要,并且利用Ｇ．Ｍｕｒ’ｓ二阶吸收条件和场平均吸收条件截断网格。利用最小二乘法和压缩存储技术求解稀疏矩阵方程。计算了两种典型馈电的贴片天线,并与已有的结果作了比较,获得较好的一致性。     

光子晶体光纤气体传感灵敏度的有限差分法分析

提出了一种适合于高灵敏度气体传感器的新型光子晶体光纤结构.采用全矢量频域有限差分方法,研究了基于不同结构光子晶体光纤的气体传感器的相对灵敏度.由全矢量频域有限差分法,通过直接求解由麦克斯韦方程组导出的标准特征值方程,可以得到光纤中可能存在的不同模式的传播常量、电场分布和磁场分布.分别给出了三种不同结构光子晶体光纤在波长为1.3312 μm处,与结构参量变化对应的相对灵敏度变化以及在不同波长情况下的相对灵敏度变化.结果证明,该新结构具有较其它代表性的折射率引导型光子晶体光纤结构更高的灵敏度,特别适合作气体传感器.     

多层集成三维微波结构的全波分析

本文基于三维频域有限差分法(FDFD)建立了多层微波集成无源电路及互连结构的全波分析通用软件.对一些典型的无源器件,例如微带滤波器和通孔的S参数的全波分析结果与有关文献对比一致,验证了该方法的正确性.在结构离散化过程中采用了非均匀网格剖分并且在网格截断边界上联合采用了三种吸收边界条件,以最大限度地压缩形成的稀疏矩阵的阶数.对稀疏矩阵方程采用压缩存储技术和快速迭代解法,以有效地减少所需内存和计算时间.     

包层空气孔渐变的准光子晶体光纤的色散特性研究

设计了一种准光子晶体光纤,其包层由呈准周期分布的空气孔构成,其中靠近芯区的空气孔的直径是渐变的.采用带有良匹配层(APML)吸收边界的全矢量频域有限差分(FDFD)方法对其色散特性进行了数值分析,计算了孔间距取1.5μm～2.2μm,最小空气孔直径分别取0.4μm～0.6μm,从第一层到第三层直径线性递增量分别为0.1μm和0.2μm的条件下,这种光纤基模的色散曲线.结果表明:通过调节包层中三种不同尺寸的空气孔的大小以及孔间距这四个参数,可以得到不同平坦水平的色散曲线,甚至于超低超平坦的色散曲线.例如,当孔间距取1.7μm,空气孔直径分别取0.5μm、0.7μm、0.9μm,在1.4μm～1.7～m波段内,这种光纤的色散值可以控制在6.0±3.0 ps/km.nm范围内.