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Die Perfectly-Matched-Layer-Randbedingung in der Finite-Differenzen-Methode im Frequenzbereich: Implementierung und Einsatzbereiche

Printausgabe
EUR 19,00 EUR 18,05

E-Book
EUR 13,30

Die Perfectly-Matched-Layer-Randbedingung in der Finite-Differenzen-Methode im Frequenzbereich: Implementierung und Einsatzbereiche (Band 1)

Thorsten Tischler (Autor)

Vorschau

Inhaltsverzeichnis, Datei (42 KB)
Vorwort, Datei (23 KB)
Leseprobe, Datei (100 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 3865371132
ISBN-13 (Printausgabe) 9783865371133
ISBN-13 (E-Book) 9783736911130
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 246
Auflage 1 Aufl.
Buchreihe Innovationen mit Mikrowellen und Licht. Forschungsberichte aus dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik
Band 1
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Berlin
Erscheinungsdatum 20.09.2004
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Informatik
Beschreibung

Die vorliegende Arbeit behandelt den Einsatz der Perfectly-Matched-Layer (PML) absorb­ierenden Randbedingung im Rahmen der Frequenzbereichs-Formulierung der Finiten-Differ­enzen (FDFD). Mit Hilfe von analytischen Herleitungen werden charakteristische Effekte untersucht und erklärt, insbesondere der Einfluss von PML-Randgebieten auf das Modenspektrum von Wellenleitern. Es zeigt sich, dass durch die Randbedingung künstliche PML-Moden im interessierenden Spektrum auftreten können. Dazu wird ein effektives Kriterium zur Separation der PML- von den physikalischen Moden eingeführt und verifiziert. Diese Ergebnisse sind auch für die Zeitbereichsmethode der Finiten-Differenzen (FDTD) relevant. Mit der implementierten PML-Randbedingung gelingt eine umfassende Charakterisierung rückseitenmetallisierter Koplanarleitungen (CB-CPW) bis in den Terahertzbereich (1000 GHz). Neben einer genauen Berechnung der geometrischen Dispersion und der Abstrahlungs-Dämpf­ung erlaubt das vorgestellte Verfahren erstmals eine Analyse der diversen Kopplungseffekte zwischen Grundmoden und höheren Moden. Bei der Implementation der PML im 3D-Fall wird eine speziell an die integrale FD-Formulierung angepasste Wahl der Leitfähigkeiten für gradierte PML-Ränder verwendet. Dies ermöglicht hervorragende Absorptionsniveaus im Bereich von –60 dB für 5-lagige PML. Neben Strukturen mit Abstrahlung können damit auch dreidimensionale Geometrien großen Querschnitts simuliert werden, ohne dass künstliche Hohlraumresonanzen des finiten Rechengebietes die Resultate verfälschen.