二维FDTD TE波圆柱仿真代码与解析

% 二维FDTD  TE波圆柱仿真 

clear all;
close all;
clc;

% 定义常数
%-------------------------
c = 3.0E8;
mu = 1.2566E-6;
eps = 8.8542E-12;

f = 1E9;                                                                      %频率
lambda = c/f;                                                                 %波长
w_max = 2*pi*2*f;

cylinder_circ = lambda*8;                                                    %圆柱的周长，改变圆柱的尺寸 
cylinder_rad = cylinder_circ/2/pi;                                            %圆柱的半径
     
% 定义FDTD网格
%----------------------
del_s = lambda/20;                                                            %每最小波长20个采样点          
del_t = 0.5*del_s/c;                                                          %迭代时间步长

dim_s = 5;
s_range = dim_s * lambda;                     
s_range = ceil(s_range / del_s) * del_s;                                      %计算区域的长度
s_cells = s_range / del_s;
cells = s_cells;                                                              %划分的网格数
nodes = cells+1;                                                              %采样点数

% 定义时间脉冲源
%----------------------------------------
dev_larger = 2;
dev = 1/w_max*dev_larger;

dead = 4;
mean = dev*dead;

t = linspace(0,9*dev,1000);
term = (t-mean);
pulse = (-1/sqrt(2*pi)/dev^3).*term;
pulse = pulse.* exp((-1/2/dev^2).*term.^2);
pulsenorm = max(pulse);

p = s_range / 2;
dead_s = 1.5;
dev_s = s_range / 4 / dead_s;

spacial = linspace(0,s_range,nodes);                                          %在空间划分采样点数
taper = 1/sqrt(2*pi)/dev_s*exp(-1*(spacial - p).^2/2/dev_s^2);
taper = taper./max(taper);

figure(1);
plot(spacial,taper,'c');
title('脉冲源');
xlabel('x轴');
ylabel('Pluse');

% TE波的分量初始化