計(jì)算電磁學(xué)在電磁兼容仿真中的應(yīng)用

作者：時(shí)間：2011-08-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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1．2 矩量法
自從20世紀(jì)60年代Harrington提出矩量法基本概念以來(lái)，它在理論上日臻完善，并廣泛用于工程之中，特別是在電磁兼容領(lǐng)域，矩量法更顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性。它的思想是將待求的積分或微分問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)矩陣方程問(wèn)題，借助于計(jì)算機(jī)，求得其數(shù)解。很多電磁場(chǎng)問(wèn)題都?xì)w結(jié)為這樣一個(gè)算子方程：

式中：L為算子；g為已知激勵(lì)函數(shù)；f為未知響應(yīng)函數(shù)。展開(kāi)未知函數(shù)f為有限個(gè)線(xiàn)性無(wú)關(guān)的已知簡(jiǎn)單函數(shù)fn之和：

式中：an是展開(kāi)系數(shù)；f1，f2，…，fn為展開(kāi)函數(shù)或基函數(shù)。將式(8)代入式(7)，再應(yīng)用算子L的線(xiàn)性，可以得到：

選一組線(xiàn)性無(wú)關(guān)的函數(shù)ωm(m=1，2，…，N)，分別與式(9)兩邊作內(nèi)積。

因?yàn)閙=1，2，…，N，所以得到N個(gè)方程，解出f。
矩量法就是這樣一種將算子方程轉(zhuǎn)化為矩陣方程的一種離散方法。
矩量法更適合于求解具有表面電流分布的各種幾何體，如計(jì)算天線(xiàn)遠(yuǎn)、近場(chǎng)輻射場(chǎng)強(qiáng)、方向圖等。它的算法簡(jiǎn)單，不需要設(shè)置邊界條件，而且對(duì)于適當(dāng)?shù)某叽?，求解速度較快。
1．3 時(shí)域有限差分法
K．S．Yee于1966年提出求解電磁問(wèn)題的時(shí)域有限差分法，其原理非常簡(jiǎn)單，即直接將時(shí)域Maxwell方程組的兩個(gè)旋度方程中關(guān)于空間變量和時(shí)間變量的偏導(dǎo)數(shù)用差商近似，從而轉(zhuǎn)換為離散網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的時(shí)域有限差分方程。
為了建立差分方程，首先要將求解空間離散化。通常是以一定形式的網(wǎng)格來(lái)劃分求解空間，Yee提出了如圖1所示的差分網(wǎng)格單元，其特點(diǎn)是在同一網(wǎng)格中，E和H的各分量在空間取值點(diǎn)交叉放置，使每個(gè)坐標(biāo)面上的