• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.407-415
• /
• 2011

본 논문에서는 등방성(isotropic) 특성과 작은 분산 오차(low dispersion error)를 갖는 3차원 등방성 시간 영역 유한 차분법(ID-FDTD: Isotropic Dispersion Finite Difference Time Domain) 방법의 stability condition과 광대역 해석 특성에 대해 논의하였다. 3차원 ID-FDTD 방법은 기존의 Yee FDTD 방법의 비등방성 특성과 큰 분산 오차를 개선하기 위해 제안되었다. 기존 연구에서는 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition을 수치적으로 계산하였지만, 이에 대한 검증이 충분히 이뤄지지 않은 상태이다. 이에 본 논문에서는 단일 주파수와 광대역 주파수 신호를 입력원으로 한 모의 실험 환경에서 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition 검증을 수행하였다. 또한 광대역 특성에 대해 3차원 ID-FDTD 방법과 유사한 알고리즘들을 비교 분석해 해보았고, 마지막으로 3D ID-FDTD을 적용하여 대형 크기 구 모델에 대해 radar cross section(RCS) 해석을 수행함으로써, 실질적 해석을 통한 알고리즘 검증 및 분석을 마무리 하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.357-364
• /
• 2014

본 연구에서는 빠르게 전자파 해석을 수행할 수 있는 병렬 유한차분 시간영역(Finite-Difference Time-Domain: FDTD) 알고리즘을 구현하기 위하여 CPU 클러스터를 구축하였다. 병렬 FDTD 알고리즘은 단일 프로세서를 이용한 FDTD 알고리즘에 비해 해석 시간을 크게 줄일 수 있으며, 전기적으로 매우 큰 구조물에 대한 전자파 해석도 가능하다. 본 연구팀에서는 CPU 클러스터 기반의 병렬 FDTD 알고리즘에서 요구되는 프로세스 간의 통신을 위해 MPI(Message Passing Interface) 라이브러리를 이용하였으며, 3차원 공간분할을 적용하여 프로세스 간의 통신 시간을 최소화하였다. 단일 프로세서를 이용한 FDTD 알고리즘 대비 CPU 클러스터 기반의 병렬 FDTD 알고리즘의 계산속도 향상도를 기본 모드와 하이퍼 모드에서 분석하였으며, 전기적으로 매우 큰 콘크리트 구조물의 전자파 해석을 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
• /
• pp.143-146
• /
• 1999

The traditional FDTD method in the stair case, the CP-FDTD method, the modified CP-FDTD method, and Dey method have been developed to analyze smooth-curved- surface structures. These methods have some disadvantages such as inaccuracy of the stair-case FDTD, instability of the modified CP-FDTD, and complexity of Dey method. The improved algorithm presented here is a mixed-form of the modified CP algorithm and Dey algorithm. It is to avoid collinear borrowing approximations and to manipulate field update equations. All of preceding methods are applied to the E-plane sectoral horn antenna to get far-field patterns. The validity and applicability of the presented one is to be shown by comparing computed far-field patterns with measured values.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제39권10호
• /
• pp.38-45
• /
• 2002

본 논문에서는 기존의 Compact 2D FDTD(Finite-Difference Time-Domain)에 대한 고속 알고리즘으로써 시간간격 △t가 안정조건(Stability Condition)에 의해 제한받지 않는 Compact 2D ADI(Alternating Direction Implicit)-FDTD 차분식을 제안하였다. 또한 구현된 알고리즘의 정확성 및 효율성을 검증하기 위하여 내부가 공기로 채워져 있는 구형(Rectangular) 도파관과 차폐된 전송선로를 해석하였다. 본 논문의 결과는 기존의 Compact 2D FDTD의 결과 및 해석적인 해와 매우 잘 일치하며, 계산 소요시간도 기존의 Compact 2D FDTD에 비해 상당히 절약되었음을 확인하였다. 제안된 알고리즘은 도파관 구조의 분산 특성 연구에 있어 효율적인 고속화 기술로서 의미가 있다고 할 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -1
• /
• pp.137-140
• /
• 2002

In this paper, a new algorithm for two-dimensional (2-D) finite-difference time-domain (FDTD) method is presented. By this new method, the maximum time step size can be increased over the Courant-Friedrich-Levy (CFL) condition restraint. This new algorithm is adapted from an Alternating-Direction Implicit FDTD (ADI-FDTD) method. However, unlike the ADI-FDTD algorithm. the alternation is performed with respect to the blocks of fields rather than with respect to each respective coordinate direction. Moreover. this method can be efficiently simulated with parallel computation. and it is more efficient than the conventional FDTD method in terms of CPU time. Numerical formulations are shown and simulation results are presented to demonstrate the effectiveness and efficiency of our proposed method.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.108-114
• /
• 2012

본 논문에서는 인체의 전자파 해석을 위해 유한 차분 시간 영역법(FDTD: Finite-Difference Time-Domain)에 적합한 분산 모델링을 제안한다. 주파수에 따라 전기적 특성이 변하는 인체의 분산 특성을 정확하고 효율적으로 모델링을 하기 위해 상대 유전율을 2차 복소수 분수 함수식(QCRF: Quadratic Complex Rational Function)으로 표현하였다. WLSM(Weight Least Square Method) 기반의 복소수 커브 피팅법을 적용하여 인체 조직에 대한 QCRF 계수들을 추출하였으며, QCRF 분산 모델을 FDTD에 적용하는 방법을 논의하였다. 본 논문에서 제안한 QCRF 기반의 인체 분산 모델이 Gabriel의 측정 데이터와 일치하며, FDTD 적용시 Cole-Cole 분산 모델보다 계산 효율이 뛰어남을 확인하였다. 단일 주파수와 광대역 주파수 신호를 입력원으로 한 모의 실험을 통하여 QCRF 기반의 FDTD 분산 알고리즘의 검증 및 분석을 마무리하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
• /
• pp.131-134
• /
• 2004

This paper has been studied a ADI-FDTD(Alternating Direction Implicit Finite Difference Time Domain ) algorithm using an alternating Direction time-stepping scheme for GPR( Ground-Penetrating Radar ) system simulation. We did the numerical formulations for three-dimensional ADI-FDTD algorithm and PML(Perfect Matched Layer), and made an simple experiment on a arbitrary cube with programed algorithms. And then we compared its computed results with those of conventional FDTD.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제53권7호
• /
• pp.395-400
• /
• 2004

In this paper, the four-pole elliptic function microstrip filter at 2.4GHz band with fractional bandwidth of 4% is realized using compact miniaturized hairpin resonators. The parallel algorithm FDTD method is used to analyze S-parameter of hairpin resonator filter more accurately, and to calculate the electric coupling and magnetic coupling among the hairpin resonators. Absorbing boundary conditions for mesh termination used Sulivan's simplified PML and the FDTD code was paralleled by MPI for IBM SP2 which had enhanced calculation speed. The experimental measurements are performed by HP8720D vector network analyzer. Measured results on fabricated hairpin type cross coupled bandpass filters show good agreements with theoretic results.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제47권4호
• /
• pp.82-87
• /
• 2010

CPU를 능가하는 GPU의 연산능력 향상으로 범용 계산에 그래픽 프로세서를 사용하는 GP-GPU연구가 활발히 전개되고 있으며, 그 응용분야가 확대되고 있다. 본 논문에서는 전자기학 관련 분야에서 널리 사용되는 FDTD 알고리즘을 nVIDIA에서 제공하는 소프트웨어 플랫폼인 CUDA를 사용하여 구현한다. FDTD 알고리즘의 주요 연산과정을 병렬화하고, 그래픽 카드 내각기 다른 메모리의 사용에 따라 최적화하며, 단일 프로세서에서 FDTD 알고리즘을 실행시킨 경우와 비교하여 그 성능 향상 정도를 측정한다. 실험결과 단일 프로세서로 구현하였을 때에 비해 실행시간이 45배까지 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.681-688
• /
• 2000

본 논문에서는 IMT-2000을 목표로 한 핸드셋에 상요할 수 있는 안테나로, 작고 가벼운 평면형 bowtie 안테나를 설계하고 해석하였다. MoM에 기반을 둔 Ensemble 시뮬레이션을 통해 공지주파수를 결정하는 설계 파라미터를 찾고, IMT-2000의 사용주파수에 맞추어 공진이 일어나도록 날개각의 설계 파라미터를 21$^{\circ}$로 고정한 안테나구조에서 Ensemble 심류레이션과 FDTD 수치해석을 이용하여 해석한다. FDTD 방법으로 해석을 하면, FDTD의 정확한 해에도 불구하고, 이 안테나는 상당한 오차를 가지게 되는데, 이유는 bowtie의 경사면 해석에서 계단형 근사 오차로 인한 것이다. 이러한 오차를 줄이기 위해 안테나의 경사면이 있는 각 셀 안에서 도체면/자유공간이 나뉘는 영역을 네 부분으로 구분해 자유공간이 차지하는 면적과 길이의 값을 적용하여 그 셀에서 계산되는 H-field의 값을 수정하는 새로운 알고리즘을 적용하여 보다 정확한 해를 얻는다. 즉, 기본 FDTD에서 반사손실의 협대역 특성이 수정 FDTD 알고리즘으로, 인해, 목적에 맞는 주파수 대역까지 확장될 수 있다.