二维TE波传播的FDTD仿真

资 源 简 介

二维TE波传播的FDTD仿真

详 情 说 明

二维TE波传播的FDTD仿真是电磁场数值模拟中的经典问题，常用于分析波导、天线和散射等问题。FDTD（时域有限差分）方法通过离散化Maxwell方程，在时域内逐步更新电场和磁场分量，实现对电磁波传播的动态模拟。

对于TE（Transverse Electric）模式，电场仅存在于横向平面（如Ez分量），而磁场则包含横向和纵向分量。在二维情况下，通常只需考虑Ez、Hx和Hy三个场分量。

UPML（Uniaxial Perfectly Matched Layer）是一种高效的吸收边界条件，用于模拟开放空间中的电磁波传播。它通过在边界区域引入各向异性介质，逐步衰减入射波，从而有效减少非物理反射。

仿真流程主要包括： 空间离散化：将计算区域划分为Yee网格，确定电场和磁场的采样位置。 时间步进：使用蛙跳算法交替更新电场和磁场，满足Courant稳定性条件。 UPML实现：在边界区域修正本构关系，引入衰减系数以吸收外向波。

关键点包括介电参数设置、激励源（如高斯脉冲）的引入，以及近场到远场的变换（如需计算辐射方向图）。优化UPML参数（如层数和衰减分布）可显著提高仿真精度。