基于非条件稳定时域有限差分法的传输线瞬态分析

吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (05): 1438-1441.

基于非条件稳定时域有限差分法的传输线瞬态分析

宋建辉, 袁峰, 丁振良, 廖百健

哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院|哈尔滨 150001

收稿日期:2008-10-23 出版日期:2010-09-01 发布日期:2010-09-01
通讯作者: 宋建辉（1981-）,女,博士研究生.研究方向:光电检测技术.E-mail:hitsong@126.com E-mail:hitsong@126.com
作者简介:宋建辉（1981-）,女,博士研究生.研究方向:光电检测技术.E-mail:hitsong@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（50275040）

Transient analysis of transmission lines based unconditionally stable FDTD method

SONG Jian-hui, YUAN Feng, DING Zhen-liang,LIAO Bai-jian

School of Electrical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

Received:2008-10-23 Online:2010-09-01 Published:2010-09-01

摘要/Abstract

摘要：

讨论了非条件稳定交替方向隐式(ADI)时域有限差分法（FDTD），把ADIFDTD应用于传输线瞬态分析，首次推导出基于ADIFDTD算法的传输线电报方程迭代公式，定义了传输线边界条件，进行了非条件稳定性的理论证明。该方法克服了Courant稳定条件的限制，时间步长只由数值色散误差来确定。计算结果表明，该方法与传统的FDTD的计算结果吻合，可以大大提高计算效率，对于长时间才能稳定的问题具有较高的使用价值。

关键词: 电子技术, 非条件稳定, 交替方向隐式时域有限差分法, 传输线

Abstract:

An unconditionally stable Finite Difference Time Domain (FDTD) method using the principle of Alternating Direction Implicit (ADI) is presented. The ADIFDTD is used to transient analysis of transmission line. The relation of telegraph equation recursion of the transmission line based on ADIFDTD is derived. The terminal conditions of the transmission line are defined. The unconditional stability of the ADIFDTD is theoretically analyzed. The ADIFDTD overcomes the constraints of the CourantFriedrichLevy condition, and the maximum time step size is only limited by numerical errors. Results of numerical experiments confirm that the ADIFDTD is consistent with the conventional FDTD; however, its efficiency is higher and it can be widely used in cases that long time is need to approach stable.

Key words: electronics, unconditionally stable, ADI-FDTD, transmission line

中图分类号:

TN811

宋建辉, 袁峰, 丁振良, 廖百健. 基于非条件稳定时域有限差分法的传输线瞬态分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(05): 1438-1441.

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