申请/专利权人：安徽大学;南京邮电大学南通研究院有限公司

申请日：2023-09-19

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117195650B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F17/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2023.12.26#实质审查的生效;2023.12.08#公开

摘要：本申请公开了基于高阶矩阵指数完美匹配层的FDTD计算方法及系统，属于电磁仿真技术领域，方法包括：将麦克斯韦方程引入至无损无源的PML区域，得到PML区域公式；引入高阶PML拉伸坐标函数，并将所述坐标函数在频域内拆分为任意阶通式，得到拆分通式；基于所述拆分通式求解所述PML区域公式，得到更新公式。本申请用于射频与微波器件在仿真中模拟无限大的开放边界条件，通过引入高阶PML拉伸函数的频域响应通式，将ME算法引入到高阶PML算法中，去除了公式中的卷积项与对时间的微分近似，提高了对边界条件反射波的吸收，增大吸收效率，减少运行内存与计算时间。

主权项：1.基于高阶矩阵指数完美匹配层的FDTD计算方法，其特征在于，包括以下步骤：将麦克斯韦方程引入至无损无源的PML区域，得到PML区域公式；引入高阶PML拉伸坐标函数，并将所述坐标函数在频域内拆分为任意阶通式，得到拆分通式；基于所述拆分通式求解所述PML区域公式，得到更新公式；所述PML区域公式为： 其中，Dx和Bx为x方向上的电位移矢量和磁通密度，sy和sz为拉伸坐标函数，Hz和Hy为z方向上和y方向上的磁场； 其中，η＝y，z，κmη、σmη和αmη为高阶PML拉伸坐标函数引入的参数，κmη大于等于1，σmη和αmη非负，M为高阶PML拉伸坐标函数的总阶数，m为阶数；所述拆分通式为： 其中，l为与m不相等的阶数， Pm，lη＝κlησmη+αmηκmηκlη-κmησlη-αlηκmηκlη；得到二阶拆分通式的方法包括：令： 其中，ε0为空气中的介电常数；令M＝2，则得到所述二阶拆分通式： 得到所述更新公式的方法包括：将所述二阶拆分通式引入至所述PML区域公式中，并引入辅助变量，得到x方向上的电位移矢量Dx；对所述电位移矢量Dx和所述辅助变量进行傅里叶变换得到第一公式，并将所述第一公式使用时间积分，得到解析解；基于所述解析解得到所述更新公式；所述电位移矢量Dx为： 其中，所述辅助变量为： 所述第一公式为： 其中， 所述解析解为： 其中， rmΞη＝1-rmΞηvmη，r′mΞη＝rmΞη·umη·Om，lηPm，lη， 所述更新公式为： 其中，

全文数据：

权利要求：

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