理想导体边界条件截断对称结构计算空间的FDTD实现

针对具有对称结构的计算模型,本文从理论上分析了采用理想电导体(Perfect Electric Conductor,PEC)边界和理想磁导体(Perfect Magnetic Conductor,PMC)边界截断的对称边界条件,提出了对称截断方法,利用该方法能够确定截断边界以外场分量值,以实现截断边界处的FDTD计算。对具有底板结构的金属柱慢波系统的色散特性进行了分析计算,得到了与全域FDTD方法完全一致的数值结果,验证了对称截断方法的可行性和正确性。对称截断的FDTD实现,能充分保证计算精度,在节约内存占用量和计算时间方面具有明显的优势。

二维麦克斯韦方程改进的无条件稳定的时域有限差分方法

研究了麦克斯韦方程无条件稳定的有限差分格式US—FDTD（见MicrowaveOptTechnolLett38，2003），证明了该格式是耗散和一阶精度的．在此基础上，利用减少摄动误差的技巧，我们提出了二维麦克斯韦方程改进的无条件稳定的有限差分方法（IUS—FDTD），应用傅里叶方法证明了新格式IUS—FDTD是无条件稳定的和非耗散的．误差分析表明IUS—FDTD是二阶精度的，比原格式US—FDTD的精度高一阶．数值试验比较了这两种格式的模拟效果，计算结果证实：改进的格式IUS—FDTD比原格式uS—FDTD误差小、稳定性好、精度高．