基于FDFD的色散介质传输特性分析 被引量：2

1

作者 荣波 李民权 +3 位作者 彭猛 何家泉 丁友 张赛 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期818-821,共4页

通过频域有限差分法与色散介质的频域表达式相结合,文章推导出二维TM波激励下的频域公式,设计了一种二维周期性孔阵列结构的Debye色散介质模型,并分析了入射角度、色散介质结构参数对透射特性的影响。结果表明,在一定范围内当入射角增... 通过频域有限差分法与色散介质的频域表达式相结合,文章推导出二维TM波激励下的频域公式,设计了一种二维周期性孔阵列结构的Debye色散介质模型,并分析了入射角度、色散介质结构参数对透射特性的影响。结果表明,在一定范围内当入射角增大、孔半径增大及周期常数减小时,该色散介质均具有较好的透射特性。 展开更多

关键词 色散介质 频域有限差分法 Debye模型 周期性 传输特性

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基于二维FDFD分析复合目标电磁散射

2

作者 刘艳峰 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第17期4873-4877,共5页

频域有限差分(Finite Difference Frequency Domain,FDFD)法直接从Maxwell方程组的微分形式出发建立差分近似方程组;并通过采用吸收边界条件截断计算域来模拟开域电磁散射问题。方法具有公式简单、直观,便于分析复杂形状、复杂介质以及... 频域有限差分(Finite Difference Frequency Domain,FDFD)法直接从Maxwell方程组的微分形式出发建立差分近似方程组;并通过采用吸收边界条件截断计算域来模拟开域电磁散射问题。方法具有公式简单、直观,便于分析复杂形状、复杂介质以及周期性结构等目标的电磁特性。基于二维频域有限差分(FDFD)法计算分析了复合目标的电磁散射。数值结果表明方法的正确性和分析复合目标电磁散射特性的有效性。 展开更多

关键词 二维频域有限差分法 复合目标 电磁散射

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双层金属腔体HEMP平面波孔缝耦合特性分析 被引量：4

3

作者 柴焱杰 孙继银 +1 位作者 孙东阳 胡寅 《电讯技术》 北大核心 2010年第11期114-118,共5页

高空核爆电磁脉冲(HEMP)对电子/电气设备构成严重威胁,是电磁兼容与电子/电气设备安全领域的重要研究内容。基于时域有限差分法(FDTD)的总场-散射场体系建立仿真空间,推导了连接边界的一维平面波引入方法,选择双层金属腔体为研究对象,... 高空核爆电磁脉冲(HEMP)对电子/电气设备构成严重威胁,是电磁兼容与电子/电气设备安全领域的重要研究内容。基于时域有限差分法(FDTD)的总场-散射场体系建立仿真空间,推导了连接边界的一维平面波引入方法,选择双层金属腔体为研究对象,仿真分析了腔体在HEMP平面波作用下透过孔缝在各采样点的响应过程。仿真结果显示,各采样点都出现了明显的振荡波形,其中外金属腔体孔缝中心比内金属腔体内部中心点耦合电场的峰值大;相同面积下,正方形孔、矩形孔的耦合电场比圆孔的耦合电场小;内部腔体与外部腔体在孔缝一侧距离的大小也会对耦合结果产生影响,间距越大,内部耦合电场的衰减越多。所得结论有利于指导双层金属腔体的电磁防护设计。 展开更多

关键词 高空核爆电磁脉冲 平面波 时域有限差分法 孔缝 耦合

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圆形金属波导传输特性的2-D频域有限差分法分析 被引量：3

4

作者 张祺 周希朗 沈文辉 《微波学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期12-16,19,共6页

时域有限差分(FDTD)法和频域有限差分(FDFD)法用于处理传输系统的本征值问题非常有效。本文首先基于二维频域有限差分(2 -DFDFD)法,导出圆柱坐标系中2- DFDFD的一般分析公式,并提供了圆波导中不规则划分网格的相应场量表达式;然后将导出... 时域有限差分(FDTD)法和频域有限差分(FDFD)法用于处理传输系统的本征值问题非常有效。本文首先基于二维频域有限差分(2 -DFDFD)法,导出圆柱坐标系中2- DFDFD的一般分析公式,并提供了圆波导中不规则划分网格的相应场量表达式;然后将导出的2- DFDFD分析公式应用于圆波导的传播特性的分析。数值计算结果和理论结果吻合很好,从而证明本文分析思路的正确性。同时,所编制的2- DFDFD程序具有通用性,只要调整边界条件的设置同样适于分析其他柱形金属波导结构。 展开更多

关键词 频域有限差分法 传输特性 金属波导 时域有限差分(FDTD) 圆形 本征值问题 圆柱坐标系 传输系统 分析公式 传播特性 公式应用 计算结果 分析思路 波导结构 边界条件 圆波导 表达式 不规则 正确性 通用性 柱形

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PBSV-DDM在电大尺寸柱体电磁散射中的应用 被引量：5

5

作者 安翔 吕志清 +2 位作者 洪伟 崔铁军 殷晓星 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期122-125,共4页

提出了一种高效率的基于部分基础解向量的区域分解算法(PBSV DDM).它首先求出关于连接边界上节点的部分基础解向量,在迭代过程中,只需要对部分基础解向量作简单的线性组合就可以获得整个求解区域的最终解,极大地提高了计算效率,降低了... 提出了一种高效率的基于部分基础解向量的区域分解算法(PBSV DDM).它首先求出关于连接边界上节点的部分基础解向量,在迭代过程中,只需要对部分基础解向量作简单的线性组合就可以获得整个求解区域的最终解,极大地提高了计算效率,降低了存储量.PBSV DDM不但适合于快速高效地计算任意电大尺寸柱体的电磁散射,还特别适合于求解具有几何重复性特征的结构,如天线阵列、有限周期频率选择表面、PBG EBG等的电磁仿真问题.数值算例验证了该方法的准确性和有效性. 展开更多

关键词 电磁散射 电大尺寸 柱体 应用 区域分解算法 频率选择表面 解向量 连接边界 迭代过程 线性组合 计算效率 快速高效 天线阵列 有限周期 数值算例 电磁仿真 基础 高效率 最终解 存储量 性特征 准确性 PBG 求解

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改进的正方形格点双芯光子晶体光纤的负色散特性分析 被引量：4

6

作者 王红华 王淑娇 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期368-373,共6页

设计了一种改进的正方形格点双芯负色散光子晶体光纤,其包层是由在纯硅背景上以正方形格点排列的三种大小不同的空气孔构成,这些空气孔和中心的缺陷形成了这种负色散光子晶体光纤的双芯。用频域有限差分法对其分析表明,该光子晶体光纤... 设计了一种改进的正方形格点双芯负色散光子晶体光纤,其包层是由在纯硅背景上以正方形格点排列的三种大小不同的空气孔构成,这些空气孔和中心的缺陷形成了这种负色散光子晶体光纤的双芯。用频域有限差分法对其分析表明,该光子晶体光纤具有宽带负色散的特性。当相邻空气孔间距取2.05μm,空气孔直径分别取1.9μm,1.3μm,0.9μm时,可在1.55μm处实现宽带负色散,其半峰全宽超过了300 nm。这种光纤可用于波分复用光纤通信系统中的宽带色散补偿。 展开更多

关键词 光纤光学 光子晶体光纤 负色散 频域有限差分方法

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电磁耦合问题的区域分解算法 被引量：3

7

作者 尹雷 殷晓星 洪伟 《微波学报》 CSCD 北大核心 2000年第5期469-474,共6页

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 ,... 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。 展开更多

关键词 区域分解算法 电磁兼容 频域有限差分法 电磁耦合

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基于节点编码的区域分解算法及其在二维散射中的应用 被引量：2

8

作者 安翔 吕志清 《微波学报》 CSCD 北大核心 2005年第3期12-15,35,共5页

研究了一种高效率的基于节点编码的区域分解算法。将原始的求解区域分割为若干个相对独立的子区域,使原问题转化为若干个相对独立的子问题,通过求解公共边界上的场值,可以快速获得整个求解区域上的场值,极大地减少了存储量和计算量。此... 研究了一种高效率的基于节点编码的区域分解算法。将原始的求解区域分割为若干个相对独立的子区域,使原问题转化为若干个相对独立的子问题,通过求解公共边界上的场值,可以快速获得整个求解区域上的场值,极大地减少了存储量和计算量。此外,这种区域分解算法不仅能够快速、高效、并行地计算电大尺寸柱体的电磁散射,还特别适合于求解具有几何重复性特征的结构,如天线阵列、有限周期频率选择表面、PBG/EBG等的电磁仿真问题。数值算例验证了该方法的准确性和有效性。 展开更多

关键词 节点编码 区域分解算法 二维散射 频域有限差分法 电磁散射

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内嵌管式围护结构的频域热特性 被引量：11

9

作者 朱求源 徐新华 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期64-67,共4页

建立了内嵌管式围护结构的频域有限差分模型(FDFD模型),采用CFD的方法计算了该结构在时域内的传热特性并验证了FDFD模型的准确性.结果表明:两种模型都可以很好地分析该结构的动态传热特性,但FDFD模型的计算时间较CFD模型的计算时间少得... 建立了内嵌管式围护结构的频域有限差分模型(FDFD模型),采用CFD的方法计算了该结构在时域内的传热特性并验证了FDFD模型的准确性.结果表明:两种模型都可以很好地分析该结构的动态传热特性,但FDFD模型的计算时间较CFD模型的计算时间少得多.FDFD模型比CFD模型更直观,能直接反映频域热特性.进一步采用FDFD模型分析了该围护结构在不同频率外扰作用下的频域热特性. 展开更多

关键词 建筑节能 内嵌管式围护结构 频域热特性 频域有限差分法 频率外扰

原文传递

包层空气孔渐变的准光子晶体光纤的色散特性研究 被引量：4

10

作者 王艳梅 薛文瑞 张文梅 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期58-64,共7页

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... 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^1.7μm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。 展开更多

关键词 准光子晶体光纤(PQF) 色散 频域有限差分(fdfd)方法

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区域分裂法及其在三维散射中的应用 被引量：9

11

作者 汪杰 尹雷 洪伟 《电波科学学报》 EI CSCD 2000年第3期334-338,共5页

基于区域分裂 (DDM)和频域有限差分 (FDFD)提出了一种分析三维散射问题的精确高效算法。用区域分裂法可以把原问题分解成若干子问题 ,可以大大缩小稀疏矩阵的规模 ,使得求解大尺寸三维散射问题成为可能。文中首先在小尺寸下计算了三维... 基于区域分裂 (DDM)和频域有限差分 (FDFD)提出了一种分析三维散射问题的精确高效算法。用区域分裂法可以把原问题分解成若干子问题 ,可以大大缩小稀疏矩阵的规模 ,使得求解大尺寸三维散射问题成为可能。文中首先在小尺寸下计算了三维立体柱的散射特性 ,并和没有进行区域分裂时的 FDFD法进行了对比 ,验证了本算法的正确性 ;然后又计算了尺寸比较大的三维矩形柱的散射特性 ,验证了它的高效性。 展开更多

关键词 区域分裂 三维散射 电波

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光学微腔型a-Si薄膜电池陷光结构设计

12

作者 宋扬 陆晓东 +2 位作者 王欣欣 赵洋 王泽来 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1048-1053,共6页

先基于频域有限差分法和a-Si材料的有效吸收波长范围,利用光场分布、通光效率和有源层吸收谱等优化了有源层厚度为300 nm的a-Si电池用光学微腔陷光结构的缓冲层厚度和光学微腔通光孔尺寸,并对电池光电流密度谱、总电流密度和电池输出参... 先基于频域有限差分法和a-Si材料的有效吸收波长范围,利用光场分布、通光效率和有源层吸收谱等优化了有源层厚度为300 nm的a-Si电池用光学微腔陷光结构的缓冲层厚度和光学微腔通光孔尺寸,并对电池光电流密度谱、总电流密度和电池输出参数进行了计算分析。研究表明:缓冲层厚度为2.6μm,通光孔直径Φ=D×0.8/8时,电池有源层具有最大的吸收效率;优化电池的短路电流为25.9225 m A/cm^2,优于其它陷光结构获得的短路电流。 展开更多

关键词 A-SI太阳电池 频域有限差分法 光学微腔 陷光结构

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应用超吸收边界条件分析矩形波导中的任意截面导体柱

13

作者 陆军 洪伟 陈忆元 《现代雷达》 CSCD 1995年第1期59-65,共7页

超吸收边界条件（Ｍｕｒ条件）已广泛用于时域有限差分方法中。本文将这一吸收边界条件与频域有限差分法结合，推导出Ｍｕｒ条件的频域差分格式。计算结果表明，利用频域Ｍｕｒ条件替代常规的吸收边界条件，可以使差分网格尽可能靠近散... 超吸收边界条件（Ｍｕｒ条件）已广泛用于时域有限差分方法中。本文将这一吸收边界条件与频域有限差分法结合，推导出Ｍｕｒ条件的频域差分格式。计算结果表明，利用频域Ｍｕｒ条件替代常规的吸收边界条件，可以使差分网格尽可能靠近散射体表面，从而减少计算机内存占用量，为在微机上计算较大尺寸目标创造条件。 展开更多

关键词 频域有限差分法 吸收边界条件 矩形波导

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MEI系数循环卷积的快速解法

14

作者 徐敬波 薄亚明 《电波科学学报》 EI CSCD 2004年第1期40-44,共5页

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 ... 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。 展开更多

关键词 MEI系数 循环卷积 快速解法 不变量测试方程 快速多极子 有限差分方程 电磁学

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基于二维FDFD分析金属柱阵列的双站RCS

15

作者 刘艳峰 魏兵 《数值计算与计算机应用》 CSCD 2014年第2期81-91,共11页

本文基于二维频域有限差分(FDFD)法的基本原理,利用Huygens原理,将边界上节点的FDFD方程式中的相关节点加上或减去入射场,将平面入射波引入总场区.计算分析了金属柱阵列的双站RCS,数值结果表明本文方法的正确性和分析复杂目标电磁散射... 本文基于二维频域有限差分(FDFD)法的基本原理,利用Huygens原理,将边界上节点的FDFD方程式中的相关节点加上或减去入射场,将平面入射波引入总场区.计算分析了金属柱阵列的双站RCS,数值结果表明本文方法的正确性和分析复杂目标电磁散射特性的有效性. 展开更多

关键词 二维频域有限差分法 金属柱阵列 双站RCS

原文传递

双芯复合格点光子晶体光纤的负色散特性 被引量：13

16

作者 王红华 薛文瑞 张文梅 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期27-30,共4页

介绍了一种双芯复合格点负色散光子晶体光纤,其包层是由连续电介质纯硅背景上挖出的两种大小不同的空气孔构成,芯区是由掺锗的高折射率的材料构成。为了实现负色散,还移去了包层中的一圈空气孔。采用频域有限差分法对其负色散特性进行... 介绍了一种双芯复合格点负色散光子晶体光纤,其包层是由连续电介质纯硅背景上挖出的两种大小不同的空气孔构成,芯区是由掺锗的高折射率的材料构成。为了实现负色散,还移去了包层中的一圈空气孔。采用频域有限差分法对其负色散特性进行分析表明,通过调整空气孔间距和两种空气孔的尺寸,可以得到不同程度的宽带负色散。当内芯半径取0.95μm,孔间距取2.15μm,大空气孔直径取1.9μm,小空气孔直径取1.1μm时,可在1.55μm处实现宽带负色散,其半峰全宽超过了200 nm。这种光纤的包层中空气孔呈六边形分布,空气孔的尺寸均大于1μm,降低了制作的难度。这种光纤可以用于波分复用光纤通信系统中的宽带色散补偿。 展开更多

关键词 光纤光学 光子晶体光纤 负色散 频域有限差分方法

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改进的八重准光子晶体光纤的色散特性研究 被引量：4

17

作者 王艳梅 薛文瑞 张文梅 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1644-1648,共5页

设计了一种改进的准光子晶体光纤,其包层由呈准八重周期分布的空气孔构成,其中靠近芯区的两层小空气孔的直径一致,第三层以外的大空气孔直径一致。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... 设计了一种改进的准光子晶体光纤,其包层由呈准八重周期分布的空气孔构成,其中靠近芯区的两层小空气孔的直径一致,第三层以外的大空气孔直径一致。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1.40～2.50μm,小空气孔直径取0.10～0.50 μm,大空气孔直径取0.20～1.00μm的条件下这种光纤基模的色散曲线。结果表明,通过调节包层中两种不同尺寸的空气孔的大小以及孔间距这三个参数,可以得到不同水平的平坦色散曲线。 展开更多

关键词 准光子晶体光纤(PQF) 色散 频域有限差分(fdfd)方法

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光子晶体光纤带隙及模场的一种综合模拟分析方法 被引量：1

18

作者 张晓娟 赵建林 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期6299-6305,共7页

提出直接由MATLAB读入光纤端面图实现复杂结构光子晶体光纤(PCF)模型的快速建立,并综合平面波法(PWM)和频域有限差分(FDFD)法,模拟分析带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF)的带隙和模场分布.利用PWM计算得到了在PBG-PCF中传输的光波频率及模式... 提出直接由MATLAB读入光纤端面图实现复杂结构光子晶体光纤(PCF)模型的快速建立,并综合平面波法(PWM)和频域有限差分(FDFD)法,模拟分析带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF)的带隙和模场分布.利用PWM计算得到了在PBG-PCF中传输的光波频率及模式有效折射率范围;基于FDFD法在给定波长及模式有效折射率范围情况下,模拟得到了PBG-PCF中可能存在的模场分布及其他特性.以市售的PBG-PCF为例,验证了数值模拟的正确性,随后系统地分析了结构参数(晶格结构、"原子"占有率、背景材料折射率及"原子"折射率)对光子带隙的影响.这种分析方法及相应分析结果对大带隙PCF的设计和制备研究具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 光子晶体光纤(PCF) 光子带隙(PBG) 平面波法(PWM) 频域有限差分法(fdfd)

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