李庆伟

该文讨论了时域有限差分(FDTD)法在地下有耗色散介质中的应用。用数值模拟地下有耗色散目标的瞬态响应，并对结果进行了分析。从以上工作可看出该方法在有耗色散介质中是有效可行的。

时域有限差分；有耗色散介质；Debye方程；吸收边界条件；STWBC边界

用时域有限差分法（FDTD）分析与频率无关的非色散的复杂电磁场问题具有显著的优越性。对单色稳定电磁波的问题，媒质的色散性质不产生影响，对窄频带的问题也可以近似地忽略媒质的色散特性，但对包含宽频谱的瞬态电磁场问题，媒质的色散性质起着重要作用。对于诸如与频率有关的电磁场问题分析计算时，由于存在着时域卷积，计算现时的场量与先前时刻的场量有关，因此在FD-TD计算中则必须将前时刻所有的场量储存起来，这显然是不可行的，使得常规的YEE FDTD方法无法应用。然而FD-TD法经修正后仍可用于分析特殊色散媒质中瞬时传播问题。

近年来国内外不少研究人员对色散媒质FDTD法进行了研究，代表性的研究方法主要有两种：递推卷积法（Luebbers等-1990）和直接微分法。由于很多色散媒质的极化率都无法表示为指数形式，因此无法应用这种递推卷积方法，另外，即使极化率可以表示成指数形式，但每种色散媒质都必须单独推导自己的FDTD方程。显然这种递推法的通用性不强，使用极其不便。直接微分法则依据本构关系的时域微分方程，建立辅助微分方程，最终通过求解关于矢量H，D，E的时域差分方程组得到场解。……