[发明专利]一种超宽带电磁波的模拟方法

权利要求书

1.一种超宽带电磁波的模拟方法，其特征在于该方法是利用空间2M阶的高阶FDTD方法模拟电偶极子天线激励的超宽带电磁波的传播，其吸收边界处理采用分段线性卷积方式卷积完全匹配层吸收边界方法即PCPML方法，该方法包括以下步骤：

(1)输入初始参数：给定三维模型的网格化的地电参数、背景模型的地电参数、发射电偶极天线参数、激励脉冲信号参数、时间步长、最大时间步数或模拟电磁波的最大传播时间、PML层数、PCPML吸收参数搜索范围及遗传优化算法的计算参数；

(2)计算优化PML参数的目标函数参数：计算电偶极子发射天线激发的超宽带电磁脉冲的电磁响应，作为遗传优化的目标函数中的参考响应值；

(3)使用实码混合遗传算法并结合线性反演算法、以及采用精英选择策略并结合线性反演的局部优化种群过程，优化计算PML参数，该PML参数包括各PML层内的方向电导率(σ_i)，对表面波的吸收的可调因子(κ)和对FDTD难以吸收的低频波的可调因子(α_i)；当目标函数值小于给定的误差限时，遗传算法结束；此时令时间步n＝0，开始FDTD迭代；

(4)用FDTD方法迭代计算第n个时间步的三维空间电场值：根据优化得到PML参数，用空间2M阶的高阶差分方法和分段线性递归卷积吸收边界方法得到的FDTD公式依次计算第n个时间步的三个电场分量Ex、Ey和Ez；

(5)用FDTD方法迭代计算第n+1/2个时间步的三维空间磁场值：按FDTD(2，2M)方法迭代计算第n+1/2个时间步的三个磁场分量Hx、Hy和Hz；

(6)取n＝n+1，重复第(4)、(5)步骤，直到最大时间步Nt，完成FDTD迭代计算；

(7)保存电磁场数据，按常规成图方法得到相应的波场快照。