本项目旨在利用时域有限差分法(FDTD)在二维笛卡尔坐标系下,构建一个完整的电磁波散射仿真环境。主要针对横磁波(TMz模式,包含Ez、Hx、Hy分量)与理想导体(PEC)金属方柱的相互作用进行数值模拟。在该系统中,计算区域被划分为基于Yee元胞的网格,金属方柱通过将内部及边界上的电场分量强制设为零来实现PEC边界条件。为了模拟无限延伸的自由空间并消除计算窗口边缘的非物理反射,项目采用了单轴各向异性完全匹配层(UPML)作为吸收边界条件,推导并实现了UPML区域内基于拉伸坐标系的场刷新公式,确保了宽频带内的高效吸收。激励源选用高斯脉冲或调制高斯脉冲,通过硬源或软源方式加入计算区域,以模拟宽频带入射波的瞬态响应。项目不仅能够计算电磁波的传播、反射和绕射过程,还能通过总场/散射场(TF/SF)边界设置将入射波与散射波分离(可选功能),重点展示金属方柱产生的散射场分布。该代码实现了电磁场分量的时间步进迭代,并提供了动态的可视化模块,用于观测电磁波遇到障碍物后的波前变化及能量分布。