基于时域有限差分的微放电仿真算法

发布时间：2018-03-17 13:28

  本文选题：时域有限差分　切入点：粒子追踪　出处：《中国空间科学技术》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为克服传统微放电阈值预测方法建模粗糙、精度低的缺点,提高阀值预测精度和效率,研究了基于时域有限差分的精确微放电阀值预测算法。基于时域有限差分算法和粒子追踪算法,通过时空网格自洽互耦实现复杂结构微波器件微放电阈值准确计算。其中,共形和并行算法是提高微放电仿真精度和效率的关键。文章基于空间蛙跳策略实现了基于时域有限差分的微放电仿真算法,利用算法分析了典型微波器件的微放电阈值,仿真与实验结果吻合良好,误差小于0.3dB;同时,并行效率最高可达83%,验证了算法的准确性和高效性。
[Abstract]:In order to overcome the disadvantages of rough modeling and low precision of traditional micro-discharge threshold prediction method, the accuracy and efficiency of threshold prediction are improved. Based on finite-difference time-domain (FDTD) algorithm and particle tracing algorithm, the accurate micro-discharge threshold of microwave devices with complex structures is calculated by self-consistent coupling of time-space grids. Conformal and parallel algorithms are the key to improve the precision and efficiency of micro-discharge simulation. Based on the spatial leapfrog strategy, the micro-discharge simulation algorithm based on finite-difference time-domain (FDTD) is implemented in this paper, and the threshold of micro-discharge of typical microwave devices is analyzed by using the algorithm. The simulation results are in good agreement with the experimental results, the error is less than 0.3 dB, and the parallel efficiency is up to 83 dB, which verifies the accuracy and efficiency of the algorithm.
【作者单位】： 东南大学毫米波国家重点实验室;西安交通大学电子物理与器件研究所;中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61401096);国家自然科学基金重点项目(U1537211)
【分类号】：O441

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本文编号：1624944