Padé近似下模拟一般色散媒质的FDTD改进方案

• 作者: 刘广东
• 来源期刊: 电子科技大学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 辅助微分方程 时域有限差分法 色散媒质 帕德近似法
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 物理电子学
• 页码范围: 845-850
• 页数: 6页
• 分类号: O441.4
• 字数: 4832字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.06.009

摘要

为了方便模拟不同媒质的色散特性，提出了一种时域有限差分(FDTD)改进方案，适用于统一处理几类各向同性、线性、有磁电色散媒质的电波传播问题：媒质类型可以是Havriliak-Negami(H-N)媒质、Davidson-Cole(D-C)媒质、Cole-Cole(C-C)媒质、Debye媒质、常规(非色散)媒质或其任意组合；媒质属性可以是单极或多极的、有电耗的或无电耗的。该方案利用帕德(Padé)近似法，导出了一组整数阶的辅助微分方程(ADEs)，既克服了其中分数阶导数的主要困难，又展现了通用性好、复杂度低的优势。通过对一维及三维算例解析、数值结果之间的对比，初步证实了改进方案的可行性和有效性。