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屏蔽电缆对脉冲X射线响应的数值计算 被引量：15
1
作者 李进玺 程引会 +1 位作者 周辉 郭红霞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期981-984,共4页
结合蒙特卡洛方法和时域有限差分(FDTD)方法,计算了电缆受脉冲X射线辐照时介质层内的运流电流密度,并以此为麦克斯韦方程的源,计算得到了电缆两端接匹配负载时的芯线响应电流。该方法综合考虑了电缆芯线、介质层和屏蔽层的沉积电荷对芯... 结合蒙特卡洛方法和时域有限差分(FDTD)方法,计算了电缆受脉冲X射线辐照时介质层内的运流电流密度,并以此为麦克斯韦方程的源,计算得到了电缆两端接匹配负载时的芯线响应电流。该方法综合考虑了电缆芯线、介质层和屏蔽层的沉积电荷对芯线响应电流的影响。计算结果表明:芯线响应电流大小与电缆受辐照长度成正比,电流由辐照中心向两边流走;源区越靠近中心位置,电流幅度越小,源的中心位置处,电流为零,源区存在静电场;源区外,电流大小相等,方向相反。最后,利用有限差分法计算得到的电场强度反推出了芯线电荷数,与蒙特卡洛方法计算的结果相比,FDTD方法计算的要低20%,该误差可能由将3维问题近似为1维问题所引起。 展开更多
关键词 X射线 屏蔽电缆 响应电流 蒙特卡洛方法 时域有限差分方法
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耦合微盘及带输出波导的单微盘腔的耦合模式特性 被引量：12
2
作者 王加贤 李俊杰 +1 位作者 吴文广 黄永箴 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期73-78,共6页
光学微腔具有很高的品质因子和很小的模式体积,在光电子器件研究方面具有重要的应用价值。运用时域有限差分(FDTD)法和Padé近似频谱分析法模拟研究了耦合微盘及带输出波导的单微盘微腔由于空间对称性破坏导致的模式耦合现象;特别... 光学微腔具有很高的品质因子和很小的模式体积,在光电子器件研究方面具有重要的应用价值。运用时域有限差分(FDTD)法和Padé近似频谱分析法模拟研究了耦合微盘及带输出波导的单微盘微腔由于空间对称性破坏导致的模式耦合现象;特别计算了耦合模式的场分布和品质因子,并由场分布得出不同角量子数模式的能量比例。对耦合微盘,模式耦合引入的高阶模分量会使耦合模的品质因子大大降低。对半径1μm、折射率3.2的单个微盘,当它连接0.2μm宽度的输出波导时,模式波长相差6.6nm的TE9,1模和TE6,2模耦合形成波长1.52μm的耦合模式,其模式Q值为268,模式具有三角形场分布。 展开更多
关键词 激光技术 光学微腔 耦合微盘 回音壁模式 时域有限差分法 品质因子
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基于时域有限差分法的液晶光学特性模拟 被引量：8
3
作者 方运 张健 吴丽莹 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期562-566,共5页
研究了模拟光在液晶中传播的时域有限差分(FDTD)法。该方法采用完全匹配层吸收边界条件来截断计算区域,通过独立计算总场区域与散射场区域的左连接边界和右连接边界上的入射场场值来实现非周期结构的平面波波源引入,并提出了分裂场一维... 研究了模拟光在液晶中传播的时域有限差分(FDTD)法。该方法采用完全匹配层吸收边界条件来截断计算区域,通过独立计算总场区域与散射场区域的左连接边界和右连接边界上的入射场场值来实现非周期结构的平面波波源引入,并提出了分裂场一维辅助FDTD方法来计算含有非均匀各向异性介质的边界上的入射场场值。实现了平面波源入射下具有非周期结构的液晶器件光学特性计算。对开态下扭曲向列相液晶盒的仿真结果表明,30°入射时散射区透射率的最大泄漏误差小于3%,可知该方法对非周期、非均匀各向异性介质光学特性分析是有效的。 展开更多
关键词 液晶光学 非周期结构 时域有限差分法 总场/散射场技术
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毫米波有源柱面共形微带阵列天线的理论与实验研究 被引量：3
4
作者 李玉星 葛俊祥 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期61-64,共4页
本文介绍了一种新型Ka波段毫米波有源柱面共形微带阵列天线，实现了振荡器与天馈系统的单片集成．并应用圆柱坐标系下的时域有限差分法对该阵列天线进行了计算和理论分析，得到了令人满意的理论和实验结果．
关键词 时域有限差分法 fdtd 毫米波技术 微带阵列天线
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PML-FDTD法在分析负折射率材料中的应用 被引量：6
5
作者 宋磊 李康 +3 位作者 孔繁敏 庄桥 杨光杰 梅良模 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1422-1425,共4页
将时域有限差分(FDTD)法引入了对负折射率材料物理现象的仿真研究.给出了二维TM波在负折射率材料中的时域差分方程,并且在吸收边界处使用了理想匹配层(PML).为了避免在迭代过程中出现的不稳定现象,在差分方程的推导中引入了Drude模型,并... 将时域有限差分(FDTD)法引入了对负折射率材料物理现象的仿真研究.给出了二维TM波在负折射率材料中的时域差分方程,并且在吸收边界处使用了理想匹配层(PML).为了避免在迭代过程中出现的不稳定现象,在差分方程的推导中引入了Drude模型,并对Pendry提出的由负折射率材料构成的平板透镜具有的完美成像现象进行了数值仿真验证.由仿真结果发现,完美成像现象只在平板透镜的折射率n=-1时出现,当n≠-1时则会出现近轴聚焦效应. 展开更多
关键词 负折射率材料(DNG) 时域有限差分(fdtd)法 理想匹配层(PML) Drude模型
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地下目标散射的FDTD计算 被引量：4
6
作者 张晓燕 盛新庆 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期1997-2000,共4页
该文给出了一种利用时域有限差分法(FDTD),结合各向异性完全匹配层(UPML)以及互易原理,计算地下目标雷达散射截面的计算方法。通过数值实验,对这种计算方法的数值性能作了仔细研究。给出了一批新的不同电尺寸、不同形状、不同介电常数... 该文给出了一种利用时域有限差分法(FDTD),结合各向异性完全匹配层(UPML)以及互易原理,计算地下目标雷达散射截面的计算方法。通过数值实验,对这种计算方法的数值性能作了仔细研究。给出了一批新的不同电尺寸、不同形状、不同介电常数地下目标的雷达散射截面计算结果。 展开更多
关键词 地下目标 电磁散射 fdtd UPML
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基于高阶时域有限差分算法的电磁波传播计算 被引量：6
7
作者 苏卓 谭峻东 +1 位作者 张俊 龙云亮 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期431-436,共6页
利用FDTD(2,4)高阶时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)算法并结合滑动窗口的思想,对电磁波传播特性进行了仿真计算.采用的高阶FDTD算法在空间上达到四阶精度,与二阶精度的传统FDTD算法相比,在相同每波长采样数的条件下,... 利用FDTD(2,4)高阶时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)算法并结合滑动窗口的思想,对电磁波传播特性进行了仿真计算.采用的高阶FDTD算法在空间上达到四阶精度,与二阶精度的传统FDTD算法相比,在相同每波长采样数的条件下,数值色散误差能得到进一步的减少.在源脉冲传播较长距离时,数值色散的减少使得时域下脉冲扩展现象得到改善,滑动子窗口仍然能包含着激励源脉冲的全部信息,从而可更加准确地计算长距离电波传播特性.另外,在相同的数值色散误差容限下,每波长采样数比传统二阶FDTD方法有所减少,从而节省存储空间,加快计算速度. 展开更多
关键词 时域有限差分算法 高阶 数值色散 电波传播
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电磁波传输时域有限差分方法及仿真 被引量：5
8
作者 杨利霞 谢应涛 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第11期360-363,共4页
针对电磁散射特性研究问题,根据拉普拉斯变换原理,为提高电磁波传输效率,提出了一种新的分析磁等离子电磁波传输的时域有限差分(FDTD)方法。将磁等离子的电流密度本构方程进行拉普拉斯变换到s域,结合电流密度卷积方法将其逆拉普拉斯变... 针对电磁散射特性研究问题,根据拉普拉斯变换原理,为提高电磁波传输效率,提出了一种新的分析磁等离子电磁波传输的时域有限差分(FDTD)方法。将磁等离子的电流密度本构方程进行拉普拉斯变换到s域,结合电流密度卷积方法将其逆拉普拉斯变换到时域,得到电流密度关于时间的本构方程。利用上述方法计算出一维磁化等离子体板电磁波的反射系数及其相位。实验证明,计算结果与解析值结果一致。并证明方法的准确性及高效性。 展开更多
关键词 电磁散射 时域有限差分方法 碰撞磁等离子
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纳米孔径激光器出射孔径设计 被引量：5
9
作者 徐铁军 王佳 +2 位作者 孙利群 许吉英 田芊 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1421-1425,共5页
采用三维时域有限差分(FDTD)方法计算和比较了不同形状和尺寸的纳米孔径半导体激光器的近场分布特性,结果表明采用C形孔径设计可使纳米孔径激光器的输出光强最大值比方孔和圆孔提高了3～4个数量级,通光效率也会有显著提高而聚焦光斑尺... 采用三维时域有限差分(FDTD)方法计算和比较了不同形状和尺寸的纳米孔径半导体激光器的近场分布特性,结果表明采用C形孔径设计可使纳米孔径激光器的输出光强最大值比方孔和圆孔提高了3～4个数量级,通光效率也会有显著提高而聚焦光斑尺寸基本不变。并提出C形孔在孔径尺寸为1/3波长左右时输出光场分布最优。纳米孔径激光器可用于超高密度近场光存储、近场光学超衍射分辨成像、纳米光刻等。 展开更多
关键词 出射孔径 设计 纳米孔径 半导体激光器 近场光学 时域有限差分方法
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一种超宽带穿墙雷达的三维成像算法研究 被引量：5
10
作者 孙佳佳 童创明 +1 位作者 钟卫军 毛苗 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期11-16,共6页
提出了一种应用于超宽带穿墙雷达的三维成像算法。在研究后向投影算法原理的基础上,构建了电磁波穿透介质墙的数学模型,补偿了电磁波在墙体中传播的时间延迟,推导了基于偶极子近场辐射模型的穿墙改进后向投影算法,给出了算法的实现流程... 提出了一种应用于超宽带穿墙雷达的三维成像算法。在研究后向投影算法原理的基础上,构建了电磁波穿透介质墙的数学模型,补偿了电磁波在墙体中传播的时间延迟,推导了基于偶极子近场辐射模型的穿墙改进后向投影算法,给出了算法的实现流程。利用FDTD得到采样数据,运用算法的具体流程实现对介质墙存在下的目标进行三维成像。验证了算法的有效性,分析了墙体和目标间耦合作用对成像效果的影响。 展开更多
关键词 超宽带雷达 后向投影算法 偶极子 穿墙成像 时域有限差分法
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衍射微柱透镜轴向光强分布特性的严格电磁分析 被引量：3
11
作者 冯迪 严瑛白 +1 位作者 金国藩 邬敏贤 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1045-1049,共5页
衍射聚焦器件轴向光强分布的焦深和焦移特性 ,直接决定着系统接收面的装配误差和获得最佳的能量利用率。当器件的口径和面型特征尺寸可与照射波长比拟时 ,必须考虑光波与衍射器件的电磁作用。利用严格电磁分析方法——时域有限差分法 ,... 衍射聚焦器件轴向光强分布的焦深和焦移特性 ,直接决定着系统接收面的装配误差和获得最佳的能量利用率。当器件的口径和面型特征尺寸可与照射波长比拟时 ,必须考虑光波与衍射器件的电磁作用。利用严格电磁分析方法——时域有限差分法 ,对有限口径衍射微柱透镜的轴向光强分布进行了严格分析 ,并且与传统的标量分析方法进行详细比较。分析比较了 TE和 TM极化波入射情况下 ,不同面型分布 (8台阶 ,1 6台阶量化面型和连续面型 )的衍射微柱透镜焦深和焦移特性与透镜 F数的关系。结果表明透镜轴向光强最大点向透镜面偏移 ,焦移量的严格计算结果要大于标量计算结果 ,表明透镜的快聚焦特性 ,而二者得到的焦深量基本一致 ,同时两种理论方法都表明透镜焦深和焦移随 F数的增加而增加。 展开更多
关键词 衍射与光栅 轴向光强分布 时域有限差分法 衍射微柱透镜
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拉锥光纤中光传输模场的矢量分析 被引量：3
12
作者 李斌 冯国英 +3 位作者 杨浩 李小东 李玮 周情 《光散射学报》 2007年第1期96-101,共6页
采用二维矢量时域有限差分法(FDTD),考虑了拉锥光纤芯层的折射率分布和光纤芯层直径等参数,详细分析了拉锥光纤的锥度、拉锥后纳米光纤半径等对拉锥光纤中光波模场分布和传输特性的影响。计算结果表明,单模光纤芯层的折射率分布函数对... 采用二维矢量时域有限差分法(FDTD),考虑了拉锥光纤芯层的折射率分布和光纤芯层直径等参数,详细分析了拉锥光纤的锥度、拉锥后纳米光纤半径等对拉锥光纤中光波模场分布和传输特性的影响。计算结果表明,单模光纤芯层的折射率分布函数对光纤中光传输模场分布影响较小;拉锥光纤锥度越大光波的能量损耗越大;当拉锥后纳米光纤半径逐渐变小时,纳米光纤的光传输模场中心光强先逐渐增强然后又逐渐减小。 展开更多
关键词 时域有限差分法(fdtd) 拉锥光纤 模场分布
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二维光子晶体平行多波导的传输光谱研究 被引量：4
13
作者 吴耀德 李继军 陈海燕 《光谱实验室》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1194-1197,共4页
采用时域有限差分法研究二维光子晶体两平行直波导以及三平行直波导的传输特性。计算结果表明,两平行波导在不同的频率范围内表现出不同的耦合特性:在高频段两波导表现出相互的能量交换,实现光耦合,而在低频段传输谱图重合,各波导传输... 采用时域有限差分法研究二维光子晶体两平行直波导以及三平行直波导的传输特性。计算结果表明,两平行波导在不同的频率范围内表现出不同的耦合特性:在高频段两波导表现出相互的能量交换,实现光耦合,而在低频段传输谱图重合,各波导传输光强均为入射光强的二分之一;对于三波导系统,发现在不同的频率范围内主波导与两耦合波导之间也表现出不同的耦合特性:在高频段两耦合波导与主波导实现光耦合,而在低频段两耦合波导与主波导的传输谱图同步变化,耦合波导的传输光强均约为入射光强的四分之一。 展开更多
关键词 光子晶体波导 传输特性 耦合特性 时域有限差分法
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微带阵列互耦的时域有限差分法(FDTD)仿真 被引量：3
14
作者 郭陈江 王小平 +2 位作者 丁君 王一笑 于海洋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期680-683,共4页
在微带阵列天线中,贴片间的耦合是阵列性能下降的一个重要原因,对互耦进行正确的评估、计算,有助于深入了解阵列特性并指导设计工作。采用时域有限差分(FDTD)法计算微带贴片间的互耦系数,其中采用非均匀网格对天线进行网格剖分,并引入... 在微带阵列天线中,贴片间的耦合是阵列性能下降的一个重要原因,对互耦进行正确的评估、计算,有助于深入了解阵列特性并指导设计工作。采用时域有限差分(FDTD)法计算微带贴片间的互耦系数,其中采用非均匀网格对天线进行网格剖分,并引入了电阻性电压源,在保证计算精度的前提下,大大节省了计算空间和计算机时间。利用N端口网络知识通过简单计算即可得到互耦系数,与传统方法相比降低了计算、编程难度,计算结果与矩量法及测量结果基本一致。 展开更多
关键词 微带天线 时域有限差分 互耦 完全匹配层
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电磁带隙结构滤波特性 被引量：1
15
作者 丁荣林 胡俊杰 +1 位作者 王雷 卢山 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期818-822,共5页
电磁带隙(EBG)结构是一种周期性结构,存在明显的禁带效应.为了解其特性,研究了二维平面电磁带隙结构,该装置采用在接地金属板上光刻出阵列小孔的方法制作.在对EBG结构进行仿真和计算时,利用了完全匹配层(PML)吸收边界条件的时域有限差分... 电磁带隙(EBG)结构是一种周期性结构,存在明显的禁带效应.为了解其特性,研究了二维平面电磁带隙结构,该装置采用在接地金属板上光刻出阵列小孔的方法制作.在对EBG结构进行仿真和计算时,利用了完全匹配层(PML)吸收边界条件的时域有限差分法(FDTD).设计的程序采用C++和Matlab语言混合编制,既简化了程序又保持了C语言速度快的特点.最后通过大量实验和研究,提出了一种新型EBG结构,在此基础上设计出宽阻带并具有双频段带隙特性的滤波电路. 展开更多
关键词 电磁带隙 时域有限差分法 完全匹配层
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再辐射边界条件在FDTD中的应用 被引量：3
16
作者 陈锋 赵惠玲 张海霞 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第2期348-351,共4页
目前的吸收边界条件存在编程复杂,占有内存空间与计算量过大等缺点。再辐射边界条件通过在截断边界处引入与入射波等效电磁流符号相反的源,使得穿过边界的电磁场得到有效的衰减。与传统的吸收边界条件相比,再辐射边界条件具有吸收性能优... 目前的吸收边界条件存在编程复杂,占有内存空间与计算量过大等缺点。再辐射边界条件通过在截断边界处引入与入射波等效电磁流符号相反的源,使得穿过边界的电磁场得到有效的衰减。与传统的吸收边界条件相比,再辐射边界条件具有吸收性能优越,设计思路清晰,编程简单,内存占有少,计算时间短的优点。推导了在离散网格中再辐射边界的反射系数与时间及空间步长的关系,通过时域有限差分方法(FDTD)进行了验证,与理论值基本相符。 展开更多
关键词 再辐射边界条件 各向异性完全匹配层 惠更斯表面 时域有限差分方法
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基于散射矩阵方法的金属光子晶体薄膜异常光学透射研究 被引量：3
17
作者 袁晓东 刘肯 +2 位作者 叶卫民 张检发 曾淳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期261-265,共5页
散射矩阵方法是一种基于频域的研究方法。将散射矩阵方法用于亚波长周期性金属小孔结构的透射特性研究。以金属铜薄板为研究对象,薄板刻蚀方格子光子晶体空气圆孔;用洛伦兹-德鲁德(Lorentz-Drude)模型来表征铜的介电常数ε;对不同的薄... 散射矩阵方法是一种基于频域的研究方法。将散射矩阵方法用于亚波长周期性金属小孔结构的透射特性研究。以金属铜薄板为研究对象,薄板刻蚀方格子光子晶体空气圆孔;用洛伦兹-德鲁德(Lorentz-Drude)模型来表征铜的介电常数ε;对不同的薄板厚度、周期大小和空气孔孔径的结构进行透射谱分析。并与时域有限差分方法计算所得结果相对照,二者吻合较好。仿真结果表明,如果在金属薄板上刻蚀亚波长周期性空气孔,原本不能透射光波的金属薄板将会出现异常透射现象。这是由周期性金属小孔中表面等离子波子共振导致的结果。用散射矩阵方法与时域有限差分方法分别基于频域和时域进行仿真,二者相互验证,从而可以有效地检验结果的正确性,进而减少以实验来验证时域有限有限差分仿真结果的成本,增强仿真能力。 展开更多
关键词 散射矩阵 金属薄膜异常透射 时域有限差分
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部分无序二维光子晶体透射特性研究 被引量：3
18
作者 温清凌 谢应茂 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期34-35,共2页
用时域有限差分法研究了光在部分无序二维光子晶体中的透射特性。结果表明:介质柱的位置和大小无序都对光子晶体的高频透射特性都有影响而对低频几乎无影响,随着无序度增大,禁带呈现拓宽的趋势。仅介质柱的位置无序变化时,每个带隙低频... 用时域有限差分法研究了光在部分无序二维光子晶体中的透射特性。结果表明:介质柱的位置和大小无序都对光子晶体的高频透射特性都有影响而对低频几乎无影响,随着无序度增大,禁带呈现拓宽的趋势。仅介质柱的位置无序变化时,每个带隙低频端边缘比高频端边缘对无序度变化更敏感。仅介质柱的大小无序变化时,每个带隙间的通带频率越高对无序度变化越敏感。介质柱的大小无序和位置无序度相同时,在高频段后者比前者作用更显著。 展开更多
关键词 光子晶体 无序 时域有限差分法 禁带
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一种新的FDTD差分网格
19
作者 王建永 赵长青 张敏 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第1期90-93,共4页
提出了一种新的时域有限差分法(FDTD)差分网格,使电场各分量位于网格的顶点,磁场各分量位于网格的中心.导出了基于新网格的FDTD迭代公式,讨论了新网格对FDTD基本理论的影响.新网格的优点在于:更新某一分量时,用到了其周围更多的信息,使... 提出了一种新的时域有限差分法(FDTD)差分网格,使电场各分量位于网格的顶点,磁场各分量位于网格的中心.导出了基于新网格的FDTD迭代公式,讨论了新网格对FDTD基本理论的影响.新网格的优点在于:更新某一分量时,用到了其周围更多的信息,使计算精度得到提高.数值实验证明新网格对提高计算精度是有效的. 展开更多
关键词 时域有限差分法(fdtd) 差分网格 计算精度
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TDMEI在高速集成电路串扰分析中的应用 被引量：1
20
作者 桂万如 卢结成 成学斌 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2005年第2期29-32,共4页
使用时域测度不变方程法(TDMEI)作为时域有限差分方法(FDTD)的吸收边界条件,提出了一种对高速集成电路中互连线的串扰进行分析的新方法。使用一阶TDMEI吸收边界条件可以充分发挥它与激励源无关的优点,减小计算量,同时保证一定的精度。... 使用时域测度不变方程法(TDMEI)作为时域有限差分方法(FDTD)的吸收边界条件,提出了一种对高速集成电路中互连线的串扰进行分析的新方法。使用一阶TDMEI吸收边界条件可以充分发挥它与激励源无关的优点,减小计算量,同时保证一定的精度。数值计算结果表明了该方法在串扰分析中的有效性,与其方法及测量结果比较,一致性较好。 展开更多
关键词 时域测度不变方程法 时域有限差分法 串扰 互连
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