FDTD電磁建模與可視化的多語言混合編程.pdf

1、時域有限差分(FDTD)算法作為一種成熟的電磁場通用計算方法，廣泛應用于輻射天線的分析、微波器件和導行波結(jié)構(gòu)的研究、散射和雷達截面計算、電子封裝和電磁兼容等領域，是解決電磁場問題的簡單而又有效的數(shù)值方法。 本文首先對FDTD中的電磁問題進行了介紹并闡述了本軟件中的網(wǎng)格生成算法，接著介紹了一種FDTD后時間步信號的外推方法——GPOF方法，并對GPOF的外推方法編程實現(xiàn)，然后對OpenGL三維圖形建模方法進行了研究并在VB、MAT

2、LAB和OpenGL混合編程的基礎上設計了電磁建模與結(jié)果可視化軟件，提供給FDTD仿真軟件諸如介質(zhì)、網(wǎng)格、邊界條件、激勵源設置之類的數(shù)據(jù)文件，軟件自動生成滿足FDTD算法條件的均勻和非均勻網(wǎng)格并通過對圖形的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放、透視與視口變換等操作對目標物體進行細致的實時觀察與修改，最后由仿真數(shù)據(jù)畫出目標物體的反射系數(shù)圖形。電磁場的動態(tài)演示效果加深了用戶對電磁場的認識。 VB、MlATLAB和OpenGL的混合編程既集成了VB高級語

3、言界面友好易于編譯等優(yōu)點，又保留了MATLAB強大的矩陣運算等功能，還引入了OpenGL優(yōu)異的三維圖形建模方法，大大增強了軟件的電磁建模與結(jié)果可視化效果；GPOF外推程序?qū)DTD的模擬數(shù)值進行精確的外推插值使FDTD的模擬計算時間大大減少，對FDTD方法應用到更大規(guī)模的問題和更廣泛的領域起到重要作用。 本文以C型槽微帶天線建模及其反射系數(shù)的計算、U型雙頻微帶天線的FDTD模擬和GPOF外推以及微帶天線的建模與電磁場三維動態(tài)演示