色散介质混合模型通用FDTD方法

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处理色散介质的时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)方法有递归卷积FDTD方法(Recursive Convolution FDTD简称RC-FDTD),辅助方程(ADE)法、Z变换法、电流密度卷积(JEC)法等。这些方法需要对不同的色散介质推导相应的递推公式,并编制相应计算程序,算法和程序的通用性较差。同时,这些方法在处理色散介质混合模型时变得相当复杂,不便于在实际工程问题中使用。本文根据三种色散介质模型(即德拜模型,洛仑兹模型和德鲁模型)的介电系数均可以写成以jω为自变量的分式多项式形式的特点,将移位算子时域有限差分方法(SO-FDTD)推广,使其适于色散介质混合模型电磁计算的需要。给出了混合模型色散介质通用方法的时域迭代计算式,计算了多种色散介质混合模型板的反射系数。另外,本文将移位算子方法应用于色散介质混合模型薄层问题的FDTD处理。给出了一种基于采样点参数加权平均方法的通用薄层问题处理方案。基于移位算子方法的色散介质混合模型电磁散射特性计算方法利用通用的递推式处理多种色散介质混合模型问题,这使得该方法具有很强的通用性。数值结果说明了本文方法的精确高效性。
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