MATLAB实现二维FDTD TE波圆柱散射仿真项目

资 源 简 介

本项目基于时域有限差分法(FDTD)开发，专门用于二维TE波在自由空间传播及与圆柱形散射体相互作用的仿真分析。程序支持动态场分布可视化、散射场计算和能量特性评估，为电磁波散射研究提供完整的MATLAB解决方案。

详 情 说 明

二维FDTD_TE波圆柱散射仿真程序

项目介绍

本项目实现基于时域有限差分法(FDTD)的二维TE波传播仿真，专门针对圆柱形散射体的电磁波散射特性分析。程序能够模拟电磁波在自由空间传播并与圆柱体相互作用的动态过程，包含场分布可视化、散射场计算和能量分析等完整功能。采用PML吸收边界条件，可有效模拟无限大空间中的波传播现象。

功能特性

• 核心算法：基于Yee网格的二维FDTD离散化算法，实现TE波模式的电场磁场更新方程
• 边界处理：完全匹配层(PML)边界处理技术，有效吸收 outgoing 波
• 散射分析：支持总场/散射场分离技术，精确计算散射场分布
• 动态可视化：实时生成电场幅度分布动画和磁场线分布图
• 能量分析：提供瞬时能量密度分布和能流矢量分析
• RCS计算：输出雷达散射截面(RCS)频率响应数据

使用方法

1. 参数配置：设置仿真区域网格尺寸(nx, ny)、时间步数、空间步长(dx, dy)等基本参数
2. 物理建模：定义介质圆柱的位置(x0, y0)、半径r和相对介电常数εr
3. 激励源设置：配置高斯脉冲中心频率、源位置和调制参数
4. 边界条件：指定PML层数和吸收系数
5. 运行仿真：执行主程序开始计算，可设置采样点位置和输出帧率
6. 结果分析：查看场分布动画、散射场数据和RCS特性

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐内存：8GB以上
• 支持图形显示功能

文件说明

主程序文件整合了仿真的完整流程，包括计算区域的初始化、介质圆柱的建模、时域场的迭代更新、边界条件的处理、散射场的分离计算、动态可视化的生成以及雷达散射截面的分析等功能模块。该文件通过协调各子功能模块的工作，实现了从参数输入到结果输出的全自动仿真流程。