【MATLAB FDTD仿真】多模式电磁波传播可视化分析工具

资 源 简 介

该MATLAB工具实现三维Yee格子的时域有限差分法（FDTD），精确模拟TE、TM及TEM波在不同介质中的传播过程，并通过动态可视化展示电场与磁场的时空演化，助力电磁仿真研究与教学演示。

详 情 说 明

电磁波Yee格子FDTD方法多模式场量分布可视化分析程序

项目介绍

本项目基于时域有限差分法(FDTD)与三维Yee交错网格技术，实现了电磁波在复杂介质中传播的高精度数值模拟。程序能够对TE波（横电波）、TM波（横磁波）和TEM波（横电磁波）等多种波型的传播特性进行建模分析，并通过动态可视化技术直观展示电场和磁场分量的时空演化过程。适用于电磁波传播特性研究、算法验证和教学演示等多个场景。

功能特性

• 完整的FDTD求解器：实现三维Yee交错网格时域推进算法，保证数值稳定性
• 多波型支持：可模拟TE、TM、TEM三种典型电磁波模式
• 灵活的参数配置：支持自定义介质参数分布、边界条件和激励源设置
• 先进的边界处理：集成PML（完美匹配层）吸收边界条件，有效抑制虚假反射
• 丰富的可视化输出：提供场量分布静态示意图、动态演化动画和观测点时序曲线
• 专业分析报告：自动生成波型特性对比分析，包括传播速度、衰减特性等关键参数

使用方法

1. 参数配置：在配置文件中设置网格尺寸、时间步长、介质参数等计算参数
2. 激励源定义：指定源类型（高斯脉冲/正弦波）、位置坐标和频率特性
3. 边界条件设置：配置PML层参数或其他边界条件类型
4. 波模式选择：指定需要分析的电磁波模式（TE/TM/TEM）
5. 执行计算：运行主程序启动FDTD时域推进计算
6. 结果分析：查看生成的场量分布图、传播动画和分析报告

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 内存需求：至少8GB RAM（推荐16GB以上用于大型计算）
• 存储空间：1GB可用硬盘空间

文件说明

主程序文件实现了完整的FDTD计算流程核心功能，包括Yee网格初始化、介质参数配置、时域场量更新迭代、边界条件处理、激励源注入、多模式电磁波分离计算、动态可视化渲染以及结果数据输出等关键模块。该文件通过协调各功能模块的执行顺序，确保从参数输入到结果输出的完整计算链路高效运行。