金属色散介质的数值算法的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

实际工程中的电磁问题是非常复杂的，许多问题很难用解析的方法去解决，而电磁场数值方法借用先进的计算机技术，可以对实际工程中的电磁问题进行模拟和近似计算，经过很长时间的发展已经可以用来解决电磁计算中的许多问题模型。其中FDTD已经成为一种较为成熟的数值算法，应用范围越来越广，但是目前国内外对金属色散介质的FDTD处理还比较少，因此关于此方面的研究具有较大的科学创新意义。

2. 国内外研究现状分析

FDTD其提出的基础是麦克斯韦方程，1976年，HA.WHEELER在准静态近似基础上，使用保角变换对有厚度微带线的特性作了分析。这种方法忽略导带中的纵向场，因此随着频率的升高与实际值相差越明显。Mikko等人提出薄层色散介质电磁场节点修正法引入许多相关中间变量，内存消耗大，并且忽略了金属色散介质的电色散特性，通用性差。2008年葛德彪、魏兵等用特效介质参数法处理了金属薄层色散介质的频域特性，仅处理了一维问题。2010年魏兵等人引用移位算子法，提出一种处理色散介质混合模型的通用FDTD算法，通用只解决了一维问题。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1、研究背景、相关概念、国内外相关研究，研究方法等；2、说明

fdtd的发展背景、主要应用以及本论文需要用到的fdtd基本理论知识3、无厚度微带线、有厚度金属微带线的学习与研究。4、hfss软件、fortran设计语言的学习。

研究计划：

4. 研究创新点

1、现代计算机技术发展迅速，因此可以借助更高计算速度的计算机对尺寸更大，结构更为复杂的目标进行研究分析；

2、课题研究的是单一的色散介质模型，后续可以进行更为复杂的或者混合的色散介质模型的研究