초록
본 논문은 유한차분시간영역법의 mesh truncation을 위한 비둥방성 완전갱합충(APML)에 관하여 연구하였다. APML 방법은 크게 분리형과 비분리형으로 분류할 수 있으며, 분리형의 경우는 평면에 대하여 127M 또는 8 개의 방정식으로 구성되고 비분리형의 경우는 6개의 방정식으로만 구성된다. 따라서 후자의 방법이 전자의 방법 에 비하여 훨씬 간단하다. 본 논문에서 제시된 APML 방정식은 후자의 방법으로서 Chen에 의해 제시된 방법을 3차원적으로 확장하여 Maxwell의 시간도함수 방정식으로부터 직접 유도하였다. 특히 평면을 제외한 모서리와 모퉁이 부분에서 APML 방정식은 Gedney에 의해서 제시된 방법과 Chen의 방법올 조합하여 새롭게 효과적으 로 다루었다. 수치해석의 결과는 여러 파장을 갖는 선형안테나들에 대하여 복사때턴 및 전자장의 시간응답을 나타내며, 그 결과의 비교는 Mur의 1차 흡수경계조건을 사용한 결과 그리고 Kraus의 해석적 결과와 비교하였다. 결과적으로 Mur의 l차 흡수경계조건올 사용하는 경우는 주파수가 높아짐에 따라서 모서리와 모퉁이 부분에서 많은 오차가 있음을 확인하였다. 반면에 Kraus의 해석적 결과와의 비교는 좋은 일치를 보이므로 본 논문의 합당함을 입중할 수있었다.
This paper describes an anisotropic perfectly matched layer (APML) for mesh truncation of the Finite Difference Time Domain(FDTD) method. The APML method can classified by a split type and an unsplit type, in case of the split type be made up 12 equations or 8 equations largely, and in case of the unsplit type be made of 6 equations. Therefore the latter is more simple as compare with the former. For the APML method presented in this paper is the latter, is directly derived from the time domain equations of Maxwell and extend to the three dimensional problem for the method suggested by Chen. Especially, in the edge and corner parts except the planes, the APML method effectively treated as compound with the Chen's method and Gedney's method newly. The results of the numerical method in this paper show the radiation patterns and the time responses of electromagnetic fields of the wire antennas according to wavelengths and the APML results are compared with Mur's first order absorbing boundary condition and Kraus's analytical results. Eventually, Mur's first order condition have many errors at the edge and corner. On the other hand, in comparison with Kraus's analytical results, it is quite good agreement, and the validity of present method is confirmed.
