FDTD模拟软件电磁建模模块的研究和实现

4 目标物体建模及模拟结果可视化应用实例

下面将以微带螺旋电感Ⅲ(如图2和图3所示)为例介绍应用该建模模块进行目标物体建模，在模拟以后对模拟结果进行可视化展示。  
  

4．1 目标物体建模  

4．1．1 目标物体几何参数及电磁参数输入

首先，根据螺旋电感的实际尺寸确定计算空间的大小，由于网格划分要遍布整个计算空间，为了节约计算资源，保证对螺旋电感的模拟精度，计算空间的范围应大小适中。然后，将螺旋电感分解成若干矩形块，按顺序输入各个矩形块的型值点和材料参数。  

4．1．2 网格划分和激励源设置

在输入螺旋电感的几何和材料参数输入完成并检查确定无误的情况下，可以对目标物体在整个计算空间内进行网格划分。然后通过系统检查，对错误的子区域给出标记，建议修改。在完成各子区域内的修改后显示整个计算区域网格的分布。在完成网格划分后，加入激励源。

在完成建模后，调用自行研制的FDTD仿真模块进行运算，输出指定坐标的仿真结果。据此提取的微带螺旋电感特性参数与文献[8]中的结果一致。  

4．2结果可视化

将仿真数据结果处理，在信号处理界面用图表曲线形式来显示出来，螺旋电感输入端口记录电压如图4所示。为直观地表现物理过程，电磁场分布显示界面可以用动画形式显示电磁场随时间步变化演变过程。图5为截取XY面螺旋电感电磁场演变动画中的一幅。
  

5 结 语

我们研究、设计了用于FDTD仿真软件的电磁建模模块，经过多次建模和模拟实验测试，表明对目标物体建模效率高，生成网格坐标和相关数据准确、高效，建模可视化效果好，对建模目标实现三维多角度实时观察和调整，并且界面友好、操作简单，显著提高了建模的工作效率，进而提高了应用FDTD算法解决具体问题的效率。