Analysis of the Stepped-Impedance Low Pass Filter using Sub-Gridding Finite-Difference Time-Domain Method

One of the dominant aspects governing the accuracy of the FDTD method is the size of the spatial increment used in the model. The effect of having reduced cell size is to increase the computational time and memory requirements. To overcome these problems, sub-gridding technique can be used. This implies that the application of a sub-grid cell would provide improved accuracy without increasing the run time and computer resources considerably. In this paper, we describe the three dimensional sub-gridding technique that is applied to model only the fine structure region of interest. The detailed solution procedure is described and some test geometries were solved by both uniform grid and sub-grid models to validate the suggested approach. While keeping the accuracy, the computational time becomes 6 times faster and the memory requirement is reduced by a factor of 2.5 comparing to the conventional FDTD approach.

서브 그리딩 유한 차분 시간 영역법을 이용한 계단형 임피던스 저역 통과 필터 해석

FDTD 해석법에서 공간적 셀의 크기는 해석의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 하지만 정확도를 향상시키기 위하여 진의 크기를 줄이게 되면, 해석시간과 기억용량의 증가를 초래하게 되는데 서브 그리딩을 사용하여 이를 해결할 수 있다. 본 논문에서는 관심영역만 세밀하게 해석할 수 있는 3차원 서브 그리딩법을 기술하고 이를 응용하여 몇 가지의 구조를 해석하였다. 제안한 방범의 타당성을 화인하기 위하여 균일 그리딩과 서브 그리딩을 적용하여 특성을 해석하고 그 격과를 비교하였다. 제안한 방법을 사용하였을 경우 동일한 정확도에서 균일 그리딩에 비하여 6배의 해석시간의 줄었고 기억용량은 2.5배 정도 줄어들었다.