[发明专利]一种波导端口共形卷积完美匹配层吸收边界算法

权利要求书

1.一种波导端口共形卷积完美匹配层吸收边界算法，具体步骤如下：

步骤1、设定三个方向的网格长度△x、△y、△z、时间步长△t以及计算总时间步数N_T，对波导结构进行共形网格划分并编号为(i,j,k)(i＝1～n_x，j＝1～n_y，k＝1～n_z)，其中n_x、n_y、n_z为正整数，分别表示波导结构在x、y、z三个方向上的网格数，其值取决于波导结构的尺寸及三个方向的网格长度；

设波导端口位于x-y平面，波导端口位于其它平面同理，波导端口平面x、y两个方向的网格编号范围分别为1～n_x和1～n_y，以波导端口平面向外延伸p层网格作为完美匹配层，则完美匹配层的三个方向的网格编号为1～n_x、1～n_y和n_z+1～n_z+p，5≤p≤20；

步骤2、对波导内部使用共形时域有限差分公式更新电场；

使用如下公式更新完美匹配层内网格(i,j,k)(i＝1～n_x，j＝1～n_y，k＝n_z+1～n_z+p)的电场：

其中，上标n表示第n个时间步长，ε₀为真空介电常数，ε_r为相对介电常数，系数a_x、a_y、a_z、b_x、b_y、b_z为

σ_η、κ_η、α_η(η＝x,y or z)为完美匹配层参量；

步骤3、对波导内部使用共形时域有限差分公式更新磁场；

使用如下公式更新完美匹配层所有网格(i,j,k)(i＝1～n_x，j＝1～n_y，k＝n_z+1～n_z+p)的磁场：

其中，上标n表示第n个时间步长，μ₀为真空磁导率，A_x、A_y、A_z为共形网格中除去理想金属部分的面积，l_x、l_y、l_z为共形网格中除去理想金属部分的网格边长，系数a_x、a_y、a_z、b_x、b_y、b_z计算公式与步骤2相同，σ_η、κ_η、α_η(η＝x,yorz)为完美匹配层参量；

步骤4、重复进行步骤2及3，直至完成对所有时刻n＝1～N_T波导内部及完美匹配层电磁场的更新。