一维fdtd方法模拟电磁波传播 -电磁场和电磁波试验报告周慈
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电磁场与电磁波实验报告实验项目： 一维FDTD方法模拟电磁波传播 班 级： 09电子B班 姓 名： 周慈 学 号： 0915212040 同组姓名： 无 同组学号： 无 指导老师： 葛悦禾 实验日期： 2011.12.22 一、 实验目的要求1、 了解数值方法的基本原理，熟悉时域有限差分方法(FDTD)的计算思路。2、 复习Matlab语言，学习编程的基本技巧和编程思路。3、 加强对电磁波理论的了解，理解反射系数，透射系数等基本概念。4、 形象展示电磁波的传播及与介质板的作用过程。二、 实验内容利用一维FDTD方法对电磁波传播及反射透射进行仿真三、 实验仪器计算机 Matlab编译系统四、 实验原理Maxwell方程组和Maxwell旋度方程可以推出此六个耦合方程 首先在空间上建立矩形差分网格，在时刻nt时刻，F(x,y,z)可以写成用中心差分取二阶精度： 对空间离散：对时间离散；为了满足(1)式空间精度的要求，并满足(2)式，把空间任一网格上的E和H的六个分量，如下图放置:把E 和H 在时间长相差半个步长计算(为了满足精度的要求)。 根据这一原则可以写出六个差分方程:其余的也如法可以写出，每个网格点上的个场分两的新值依赖于该点在前一时间步长时刻的值机该点周围的临近点上另一场量在早半个时间步长时的值。因此任一时刻可一次算出一个点，并行算法可计算出多个点。通过这些运算可以交替算出电场磁场在各个时间步的值。五、 实验结果1、 空间电场分布(迭代步数为：？)(至少6幅图片) N=300 N=600 N=900 N=1200 N=1500 N=18002、 入射波波形及其频谱图 入射波波形 入射波频谱图3、 入射波与反射波混合波形图4、 反射波波形及其频谱图5、 透射波波形及其频谱图6、 介质板反射系数及透射系数图
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