Metody wyznaczania składowej dyspersyjnej w analizie propagacji szerokopasmowych impulsów elektromagnetycznych

W artykule przedstawiono metodę analizy pól elektromagnetycznych w układach zawierających materiały dyspersyjne. Rozpatrzono wpływ zmiany rzędu wielomianu aproksymującego zmiany pola oraz wielkości kroku całkowania numerycznego na precyzję i stabilność szerokopasmowego algorytmu metody elementów skończonych.

The paper deals with broadband formulation of the finite element time domain (FETD) method. The presented version of the FETD algorithm is based on the second order wave equation. The dispersive properties of materials are taken into account by step-by-step, recursive evaluation of the convolution integral. The resonance absorption of the analyzed materials is described by a linear combination of the complex Lorentz kernels shifted in the frequency domain. The presented, unified formulation of the recursive convolution scheme is based on the local, polynomial approximation of the electromagnetic waveform. A validation example for the algorithm is provided for a generic semi-cylinder component made of nondispersive material. It is coated by a thin layer dispersive, narrowband dielectric. The accuracy and computational cost of the presented multi-step algorithm are examined. The transient state simulation results depend on the approximation scheme order and the assumed time step size.