摘要: MATLAB语言具有编程简单、图像精美的特点，已成为理工科大学生必备的系统工具平台。其完整的工具箱功能使MATLAB越来越受到大学生和工程师的喜爱。《MATLAB模拟电磁学时域有限差分法& J3 _3 c- J) `( }9 X) T! [
目录
; d9 A/ t2 A- X6 Q, H第1章 FDTD简介8 O3 s& j- O, ~! C
1.1 时域有限差分法的基本方程7 p3 _" ]9 c Y* y: S7 z
1.2 导数差异相似
- N1 ~2 v: S# P8 |% `& x4 N1.3 三维问题的FDTD更新方程
3 x6 GT/ n9 D* hg- z* Vp1.4 二维问题的FDTD迭代方程
9 Z4 f! ^6 e8 ~, j1.5 一维FDTD问题更新方程) K' S$ e! S# k- D. s
1.6 练习& M% B6 ]- C) L1 c( ~. Z) Y5 ~1 J8 P
" a- z- ]8 q]5 O# on" V第2章 数值稳定性和色散
E0 f1 {& S) X% O0 @8 W4 @2.1 值的稳定性1 E4 e% H1 i2 `3 J' T2 n
2.1.1 时域算法的稳定性. S8 f) \) k" U7 G
2.1.2 FDTD方法的CFL稳定条件
XE" G7 K A3 x/ F2 `* J) ^$ B2.2 数值色散
: H6 J9 Q/ U, v& ?2.3 练习5 K- z6 H( P u5 C
7 Q6 ^5 G! |; ~, ~( |/ B: p第3章 在Yee在网格中创建目标
. o, O' _1 f7 a$ \3.1 目标的定义
; X4 g! ~N( ^7 Ie, A5 Q% @3.1.1 空间参数的定义$ M& n& I& X; u
3.1.2 在问题空间中定义目标s) Y- d! s2 ~# D/ \1 M5 e% ^3 o
3.2 媒质近似
X1 F: n, L0 T# Y3.3 子网格平均方案切向和法向分量
4 ~" |( n2 I6 |7 I' R3.4 定义目标& a0 j$ {) M' [5 ~$ C" A- K2 E0 L) K
3.5 创建媒体网格
( N/ ^. Q& p6 e& }4 Y3.6 提高8个网格的平均值. j! k% O' g( u
3.7 练习! c- q% c7 j6 q0 G4 R j9 `' s
! r0 t) m6 c, f9 U1 E第4章 有源和无源总参数电路
; E& V1 u9 X& _* b. v$ I& N9 v2 ~4.1 FDTD中集总参数元件更新公式5 Y- J0 p4 G* R( k; ?% D
4.1.1 电压源, u3 i% n" S6 c: L1 Z% \
4.1.2 硬激励电压源
$ b( t: c/ V9 V4.1.3 电流源5 L1 K' L" x* ]/ T2 K! a1 o4 L' c
4.1.4 电阻的FDTD建模1 i' J) o# a0 m
4.1.5 电容的FDTD建模
) _" U! A. N0 g# p# Z( t4.1.6 电感的FDTD建模
$ n, ~: u& ~2 r1 l$ Q0 w4.1.7 集总参数元件位于表面或体积内* d3 z% p4 n( O$ v3 y. j( B# }
4.1.8 二极管的FDTD模拟3 Q4 FT1 s4 Y* b. v$ _0 ~9 w! M/ M
4.1.9 总结
. c. v5 `5 L- ~/ v* [' ~/ T. L4.2 定义、初始化和模拟总参数元件
8 i0 S9 d) C: z4.2.1 定义总参数元件
( w. V: z: b* W4.2.2 FDTD参数和数组的初始化) }! G0 j`# m0 M3 v( s
4.2.3 集总参数元件的初始化6 h% h) j7 M- z) A1 J
4.2.4 更新系数的初始化8 [. `# n) v8 q S% l\ P( [
4.2.5 电场和磁场以及电压和电流的取样
1 ~* E$ v% d0 [ k2 q( v9 \4.2.6 输出参数的定义和初始化
! u5 {2 V9 b- Q4.2.7 运行FDTD模拟：时进循环
U1 c) h: e$ }3 ~4.2.8 显示FDTD模拟结果
% F. @! J& G5 k& A! u# h: D4.3 模拟例子4 u3 A8 O^5 V@2 e: s
4.3.1 正弦波电压源激励的电阻( v1 G- o) Q& p) s1 B
4.3.2 由正弦波源激励的二极管
$ X! t9 k: E2 ~% i4 U0 @5 P. k4.3.3 由单位阶跃电压源激励的电容/ o d4 [8 x2 O. {4 m' i1 {
4.4 练习
2 ?. p5 [" z2 ~, V) T
. K: D0 N8 A7 a* U第5章 从时域到频域的波形和激励源的变化 Z, K, d5 CQ* Q, W; {: B9 w`
5.1 常用FDTD仿真波形
3 W2 R# `3 J% i5.1.1 正弦波形
& @; P. e3 R# w# [4 {5.1.2 高斯波形
6 U, zl6 S4 L! d8 z5.1.3 高斯波形导数归一化 G$ e3 m- ?. W# A
5.1.4 高斯波形
% q1 ?" t( i) [* E, M5 ~! }5.2 FDTD激励源在模拟中的定义和初始化
) S6 U2 k6 D8 M0 s* m/ K4 M# p4 J5.3 从时域到频域的转换
2 z7 @5 @1 |- d1 g* R- F5.4 仿真举例
& |6 }: G3 TA4 j) `/ _$ g! J% \5 P5.4.1 时域波形由傅里叶变换重获
! f$ P/ ~3 ]. mC& l5.4.2 高斯波形激励由余弦调制RCL电路
! Y- o- b2 t; A$ n8 Y0 W8 t% w A5.5 练习5 x: M4 _ ]W; o6 E8 P8 [4 ?
H! I3 l; ]" {. a! j. iS. m" V6 D, x
第6章 散射参量
$ {" z2 N: J8 }3 [% w6.1 S定义参数和回波损失" h1 b4 Y C& Q9 O
6.2 S计算参数) k4 m0 ^8 `& _^" O/ r
6.3 模拟例子
' P: Y% v* T* B) R0 p6.3.1 波长变换器1/4！ c* }$ s! B! ^/ ^$ n. [: R
6.4 练习
9 o3 j* M" zn8 L0 Z* Z9 _4 e5 X$ h2 `7 _0 C- R
第7章 完美匹配层吸收边界5 u. ?6 ^- y1 w. t5 u6 w
第8章 卷积完美匹配层8 K7 x& u! x$ ]% S [% m: Y
第9章 从近场到远场的变化2 Q. |- T3 ~E- Y9 C
第10章 模拟细导线； e, e8 x7 X! b; M; J% Y6 A
第11章 散射体公式
% {7 P' \( s C% y* x# Z第12章 计算时域有限差异的图形处理单元的加速" w0 R% d7 r6 z9 ~: G J2 e
% B) N( C! b, m; M- `6 ]附录A 一维FDTD代码# F% N" x$ g! S. b7 T% E/ o
附录B 三维结构的卷积完善匹配层区域及相关场的更新计算
9 m6 s; h) V7 t/ o0 j- Q1 M附录C 计算远场方向MATLAB代码