时域有限差分法中亚网络技术研究(3)
(2)直接的时域计算。时域有限差分法在划分网络空间值，依照Yee的方法，则Maxwell方程可以直接由含时间的方程转换成Maxwell差分方程。计算空间在这种差分格式下，随着时间步的移动，其磁场分量和电场分量以一种“相似”的形式递推前进，仅有它相邻的电场（磁场）分量和上一时间步的对应的磁场（电场）值对其有影响。网格空间上各点的电场分量以及磁场分量可以在每一时间步上被计算出来，因而传播状态和物体间相互作用过程中的电磁波就能很好的被模拟出来。对于更加复杂的物理过程，此方法可以直接跳过频域中繁琐的傅里叶变换，依靠时域丰富的信息，直接刻画出清晰的图像结果。把脉冲激励在宽频谱下进行一次计算，宽频带的信息就可以被获得了。
(3)节约计算时间及存储空间。例如吹冰个磁场和电场分量分别会出现在空间中的每个元胞中，当FDTD被应用于三文立体空间时，需要电脑存储大量的数据，而这些数据与空间网格总数N，理论上是正比关系。电场和磁场相互对应，在每一个计算的元胞上是对等的，可以作为一个基本原理，网格总数在计算时间上也会正比于它。作为已知，所需要的计算时间正比于 ~ ,所需的存储空间会相对的少一些，但也正比于 ，相比之下FDTD所需的计算时间和存储空间都只与N成正比，立分高下。
(4)计算程序的通用性。由于时域有限差分法是在Maxwell旋度方程基础上的数学算法，Maxwell方程对于广泛问题的不变性就完美的延续到基础的时FDTD算法上，展示出了良好的通用性。
(5)易于实现，简单直观，易于掌握。Maxwell旋度方程是FDTD的理论基础，数学变换并未被过多的在空间和时间的处理上进行，更多的数学工具由于没有方程要导出从而避免了被使用的情况，因而该方法简单易于实现。
1.1.3 时域有限差分法的应用
以Maxwell旋度方程作为出发点，FDTD基本理论并不需要方程导出。由于可以清楚的显示整个物理过程，多个领域中都可以找到FDTD的应用，下面列出主要的几个方面：
1.辐射天线的分析[10]。包括微带天线、螺旋天线以及喇叭天线等。
2.研究微波器件以及导行波结构。如波导、铁氧体器件、波导中的孔缝耦合等[24]。
3.核电磁脉冲的传播和散射[11]，在地面的反射及对传输线的干扰。
FDTD在实际应用时，电磁散射问题占了很大的比重。当然，更为复杂和具体的电磁散射问题正在被研究，使得FDTD被提到一个新的高度。若想完成复杂机构的模拟，必须借助如FDTD之类的新的适合的数值计算方法。
1.2 亚网络技术的提出与研究进展
FDTD能够被大范围地在电磁波特性的分析方面得到运用的原因即是对电磁波传播情况的模拟比较有效，但由于FDTD原理上的要求，其能够用于实际的要求是满足稳定性和收敛性两大要求，由此可得到FDTD算法的明显的不足之处，至少表现于两个方面：首先是空间步长一定要小到可以控制FDTD中出现的数值色散问题。通常的，波长不应大于空间步长的十倍，若均匀网格被用于对于电大对象,则细网格需要被用于整个物体,此时的限制性便又出现在了计算机内存及运行时间方面。
类似的，当大电磁参数（即ε、μ）介质成为目标的组成部分时，在色散条件的制约下，δ也必须非常小。以平面波由空气射向另一个媒质为例，其中f=3 GHz，媒质相对介电常数: =100，σ=0，若用FDTD法，网格尺寸满足 ≤ 0.1 = 1mm，而在空气中，所需要的网格的尺寸δ≤10mm，有10倍的差距，在实际中，拥有这些结构一般只占整个散射体的一小部分。这时的设计目标就是面向这些小结构，否则δ很容易被近似或忽略，从而丢失目标的电磁特性等重要特征。若按照传统的方法，那么整个物体都被细致的划分网格，势必会加重计算机内存负担，降低运算速度。为了对效果和资源分配的均衡化，则对上述所提及的这部分的粗网格进行细化，而对FDTD计算区域的其它部分仍采用粗网格。
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