基于UPML的三维FDTD正演模拟

摘要

采用时域有限差分法(Finite-Difference Time Domain,FDTD)计算电磁场问题时需要设置适当的吸收边界条件(Absorbing Boundary Condition,ABC),从而将无限空间转化为有限空间来模拟电磁波的传播情况及其规律。讨论了单轴各向异性完全匹配层(Uniaxial Perfectly Matched Layer,UPML)吸收边界条件下的三维时域有限差分法,介绍了一般FDTD的基本原理,推导了基于UPML的三维FDTD的迭代公式,采用FDTD-UPML对电磁波在三维空间的传播情况进行正演模拟。数值模拟结果表明,结合具有强大图形处理功能的Matlab编程软件,使得FDTD-UPML能够很直观地模拟电磁波在三维空间中的传播情况。