【作者】 郭江； 曹俊兴； 何晓燕；

【Author】 Guo Jiang Cao Junxing He Xiaoyan (Department of Information Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China)

【机构】 成都理工大学信息工程学院；

【摘要】 时域有限差分法(FDTD)是当前解决电磁学问题的最受欢迎的数值方法之一。它简洁、直观、能模拟复杂电磁结构,已被广泛应用于求解电磁场问题的各个领域。但用FDTD方法处理色散媒质中的电磁场分布时,由于媒质的介电常数是频率的函数,其本构关系在时域成为卷积关系,给直接计算带来困难。论文介绍一种基于三维FDTD的有耗色散介质中电磁波传播特性的数值分析方法。通过将色散介质本构关系和场量关系直接变换为时域微分方程的方法,导出了适用于一般色散介质中电磁场分析的FDTD计算公式,避免了时域卷积关系的出现。并将Gedney各向异性完全匹配边界条件应用于色散媒质,导出了适用于有耗色散媒质的PML吸收边界的时域差分计算公式。更多还原

【Abstract】 This paper analyzes dispersive media using the method of directly transforming the constitutive relations of dispersive media and relations of field components into time-domain differential equations. A finite-difference time-domain equation is obtained for electromagnetic field in lossy dispersive media. This approach avoids the present of time-domain convolution relations. The paper applies for the Gedney anisotropic perfectly matched layer boundary conditions in the analysis of lossy dispersive media and obtains a time-domain difference equation which is applicable for analyzing general lossy dispersive media. The results of calculations indicate the absorbing boundary conditions are ideal in terms of absorption.更多还原