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时域间断伽辽金(Discontinuous Galerkin Time Domain,DGTD)法是一种特殊的有限元方法,该方法结合了有限元方法(Finite Element Method,FEM)和有限体积法(Finite Volume Method,FVM)的优点。既具有非结构体网格剖分的优势,又可以采用高阶基函数来提高计算精度。DGTD方法使用数值通量进行相邻网格的数据交换,实现单元级区域分解,从而避免了求解大型稀疏矩阵,提高了计算效率。作为一种新兴算法,该算法在包括电磁散射、复杂环境等电磁应用中将发挥重要作用,因此有必要对其在电磁分析中的一些关键问题进行详细的研究。本文主要基于一阶麦克斯韦方程作为控制方程,采用四面体网格作为剖分单元,实现灵活建模。使用矢量叠层基函数,提高计算精度。为了计算多尺度问题,本文采用显隐式混合算法来提高计算效率。引入平面波,采用UPML作为吸收边界。对于天线馈源问题,本文引入了矩形波端口,同轴波端口,以及集总端口。对于加载问题,本文实现了电阻,电感,电容的加载。具体工作概括如下:(1)显隐式混合DGTD主要用于多尺度问题的求解,可以对计算区域采用不同的剖分网格进行剖分。对于多尺度问题,模型中可能含有细小的结构,相比于工作频率来说可能有几十个或者几百个波长之差,在这种情况下,采用传统的显式求解,如蛙跳算法,由于存在CFL(Courant-Friedrichs-Lewy)稳定性条件,最大时间步进与模型的最小剖分尺寸有关,最小剖分尺寸越小,时间步进越小,从而增加计算时间。采用显隐式混合DGTD,可以在需要精确剖分的区域使用隐式DGTD,在粗剖分区域采用显式DGTD,隐式方法的时间步进不再受到最小剖分尺寸的影响,为无条件稳定,所以密剖分区和粗剖分区可以采用同样的时间步进,从而减少计算时间。(2)对于DGTD方法计算散射问题,本文采用TF/SF边界条件(Total Field/Scattered Field Boundary Condition)来引入入射波,采用单轴理想匹配层来作为截断边界条件,并在PML的最外层加入一阶吸收边界条件来更好的吸收入射波。采用近远场外推方法,可以求得远场值,进而用于目标散射特性的求解。(3)对于DGTD方法计算辐射问题,本文引入了三种加源方式。对于矩形波端口和同轴波端口本文采用总场/散射场边界条件来加入。采用边界条件来实现集总端口。可以将这些激励作为天线的馈源,从而实现天线辐射问题的求解。(4)对于DGTD求解集总元件问题,本文通过引入阻抗边界条件,实现电阻,电容,电感元件的加入。并计算得到加载集总元件的环形天线的辐射方向图。