基于FDTD模拟多重介质环中电磁场分布.docVIP

 基于 FDTD 模拟多重介质环中电磁场分布# 王雷妮1，孟凡明1,3，鲁飞1，朱辉2** （1. 安徽大学物理与材料科学学院，合肥 230039； 5 10 2. 阜阳师范学院物理与电子科学学院，阜阳 236000； 3. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室，大连 116024） 摘要：本文基于时域有限差分（FDTD）法，采用 Matlab 数值模拟，研究电磁波经过四个两 重介质环结构和一个五重介质环结构时电磁场的分布情况。发现电磁波通过介质环时环周 围电场、磁场会增强。当波源在某一个介质环内部时，由于环对电磁波的散射作用使环上 电场、磁场发生畸变从而阻碍电磁波的继续传播。当波源不处在某个介质环内部时，离波 源近的介质会影响较远处介质电场、磁场的分布。 关键词：时域有限差分法；介质环；电场；磁场 中图分类号：O441.4 15 Simulation of electromagnetic field distribution in multiple media ring based on finite-differece time-domain method WANG Leini1, MENG Fanming1,3, LU Fei1, ZHU Hui2 (1. School of Physics and Materials Science,Anhui University,Hefei 230039; 20 25 30 35 40 2. School of Physics and Science,Fuyang Teachers College,Fuyang 236041; 3. Key Laboratory of Materials Modification by Laster,Ion and Electron Beams,Ministry of Education,Dalian University of Technology,Dalian 116024) Abstract: This paper based on the finite-difference time-domain (FDTD) method and putted Matlab value simulate to use to research electromagnetic field distribution which let electromagnetic waves go through the four double ring and a five-ring media structure . It is found that when electromagnetic waves go through the ring, the electromagnetic field around it will increase. When a wave source is in a medium ring, electromagnetic field distorts and thus hinders the continued propagation of electromagnetic waves due to scattering of electromagnetic waves. When a wave source is not in a medium ring, the medium which is near to the wave source will affect the distribution of electromagnetic field around the media which is far from the source. Key words: finite-difference time-domain ; medium ring ; electronic field; magnetic field 引言 电磁波是由变化的电场和磁场组成的，电磁波在传播的过程中电场磁场相互转化二者同 时存在[1]。用 Maxwell 方程求解电磁场边值问题的主要方法有解析法和数值法，解决电磁工 程中的应用往往采用计算电磁学方法[2]。随着计算机软硬件技术的发展，大规模的计算成为 可能，并且数值方法几乎不再受限于边界的约束，能解决各种类型的复杂问题[3]。计算电磁 学的方法根据选用的频域和时域的不同，可以分为很多种方法，比如低频域的偏微分方程法、 积分方程法、有限差分法、几何光学、物理光学等频域处理方法等。这些方法中得到广泛应 用的是 Kane Yee 在有限差分法的基础上提出 FDTD 方法[4]，此方法于 197