• 제목/요약/키워드: Finite-Different Time-Domain(FDTD)

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동축 프로브 급전구조에 대한 FDTD 전원 모델들의 상호 관계에 관한 비교 연구 (A Comparative Study on Interrelation between FDTD Source Models for Coaxial-Probe Feeding Structures)

  • 현승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.114-122
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    • 2014
  • RF 및 마이크로파 대역에서 동축 프로브 급전구조에 대한 효율적인 유한 차분 시간 영역(FDTD: Finite-Difference Time-Domain) 해석을 위한 등가 전원 모델링 기법들의 상호 관계를 연구하였다. 기존에는 델타 갭(delta-gap) 또는 자기 프릴(magnetic-frill) 개념을 FDTD에 도입한 등가 전원 모델들이 여러 연구진에 의해서 개발되었다. 이러한 등가 전원 모델들의 FDTD 구현 방법과 모의 계산의 정확성은 서로 조금 다르다는 정도로만 잘 알려져 있었다. 본 논문에서는 준정적 근사(quasi-static approximation)하에서 동축-프로브 급전 구조에 대한 FDTD 등가 전원 모델들의 상호 관계를 제시하였다. FDTD 등가 전원 모델들의 적용방법에 따라 동축 급전된 원추형 모노폴 안테나의 시간영역과 주파수영역 응답을 수치계산하였다. 또한, FDTD 모의계산의 정확성과 효율성에 대한 비교 결과를 제시하였다.

H(2,4) 기법을 기반으로 한 저분산 FDTD 기법의 손실 매질의 광대역 해석을 위한 최적화 방법 (Optimization of Extremely Low Numerical-Dispersion FDTD Method Based on H(2,4) Scheme for Wideband Analysis of Lossy Dielectric)

  • 오일영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권3호
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    • pp.225-232
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    • 2018
  • 본 논문은 H(2,4) 기법을 기반으로 한 저분산 유한차분 시간영역법(Finite-Difference Time-Domain: FDTD)을 이용하여 상수 도전율과 비유전율을 갖는 유전체의 광대역 전자기 특성을 정확하게 해석하는 방법을 제안했다. 수치분산오차를 최소화하기 위해서 제안한 FDTD 기법에서 이용하는 세 개의 변수의 최적값을 계산하였다. 잘 알려진 정확한 FDTD 기법들과 제안한 FDTD 방법으로 2차원 원형 유전체 실린더의 광대역 산란 문제를 계산하였고, 그 결과를 이론값과 비교하여 제안한 방법의 우수성을 검증하였다.

ADI-FDTD 해석에서의 EFIU와 HFIU 계산 방법 비교 연구 (A Comparison between EFIU and HEIU Schemes in ADI-FDTD Simulations)

  • 주세훈;이경훈;황인호;김형동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.8-16
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    • 2006
  • 본 논문에서는 관심 주파수의 파장에 비하여 매우 섬세한 구조의 해석에 있어서 기존의 FDTD보다 효율적인 해석이 가능한 ADI-FDTD의 차분방정식 계산 방법에 대하여 연구하였다. 반복 구간에서 계산되는 서로 다른 계산 방법을 유도하고 두 개의 상보적인 2차원 문제를 해석하여 경계 조건의 적용 관점에서 그 특성을 논하였다.

원형 도파관 정합기의 FDTD에 의한 해석 (Analysis of circular waveguide transformer using FDTD)

  • 이동국;홍재표
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.9-17
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    • 2003
  • 본 논문에서는 시간영역 유한차분법(FDTD)을 이용하여 서로 다른 두 원형 도파관의 정합을 위한 원형도파관 정합기를 해석하였다. 축대칭 구조이므로 3차원 문제를 2차원 문제로 변환한 2차원 FDTD 알고리즘을 사용하였고, 상대적으로 반경의 차이가 큰 불연속 도파관에 적용되는 두종류의 정합기를 제안하였다. 하나는 유전체가 부분적으로 채워진 정합기이고, 다른 하나는 테이퍼된 유전체봉이 삽입된 정합기이다. 제안된 정합기에서 정합기의 길이와 직경 및 유전체의 직경 등의 파라미터 변화에 따른 특성을 수치해석하여 비교하였다.

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비균일 지하에 묻혀있는 유전체 충진 비금속관에 의한 지표투과레이다 응답의 특성 변화 (Characteristic Changes in Ground-Penetrating Radar Responses from Dielectric-Filled Nonmetallic Pipes Buried in Inhomogeneous Ground)

  • 현승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제30권5호
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    • pp.399-406
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    • 2019
  • 비균일 지하에 매설된 비금속관에 의한 지표투과레이다(GPR) 신호 특성의 변화를 수치 모의계산을 통해 비교하였다. 지하의 상대유전율 분포는 연속적인 랜덤 매질(CRM) 기법을 이용하여 생성하였다. 비균일 지하에 매설된 비금속관 속을 채우고 있는 물질의 상대유전율 변화에 따른 GPR 신호를 유한차분시간영역(FDTD)법으로 모의계산하였다. 균일 지하와는 달리, 비균일 지하에 매설된 비금속관의 전방 볼록면과 후방 오목면에 의해 발생한 각각의 반사파에 대한 왜곡 특성이 비금속관 내부와 외부 사이의 유전율 차이에 따라 달라짐을 보였다.

랜드/그루부 기록형 상변화 광디스크 박막에 대한 열전달 해석 (Heat Transfer Analysis on Phase Change Optical Disc with Land/Groove Recording)

  • 이정두;홍성국;조형희
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1621-1626
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    • 2003
  • This study deals with the heat transfer analysis on phase change optical disc with land/groove recording by means of numerical method. Finite difference time domain(FDTD) method was used to obtain the amount of absorption of light propagating inside disc and finite difference element(FEM) method was used to calculate the temperature distribution. The calculated results present the detailed information of recording characteristics on the phase change optical disc. The temperature profiles are quite different between the land track and the groove track. The recorded mark shape on land track is smaller and more elliptic than that on groove track. It is shown that the thermal problem to the neighboring track takes place due to secondary peaks. It is found that the different write strategy should be applied to land and groove recording, respectively.

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Accurate FDTD Dispersive Modeling for Concrete Materials

  • Chung, Haejun;Cho, Jeahoon;Ha, Sang-Gyu;Ju, Saehoon;Jung, Kyung-Young
    • ETRI Journal
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    • 제35권5호
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    • pp.915-918
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    • 2013
  • This work presents an accurate finite-difference time-domain (FDTD) dispersive modeling of concrete materials with different water/cement ratios in 50 MHz to 1 GHz. A quadratic complex rational function (QCRF) is employed for dispersive modeling of the relative permittivity of concrete materials. To improve the curve fitting of the QCRF model, the Newton iterative method is applied to determine a weighting factor. Numerical examples validate the accuracy of the proposed dispersive FDTD modeling.

콘크리트 벽의 비파괴검사를 위한 초광대역 레이더의 2차원 FDTD 시뮬레이션에서 안테나 모델링의 영향 (Effects of Antenna Modeling in 2-D FDTD Simulation of an Ultra-Wide Band Radar for Nondestructive Testing of a Concrete Wall)

  • 주정명;홍진영;신상진;김동현;오이석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.98-105
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    • 2013
  • 본 논문에서는 초광대역 벽 투과 레이더를 이용한 벽 내부 진단에 대한 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain, FDTD) 시뮬레이션과 데이터 처리 기술에 대한 연구를 소개한다. 본 연구에서는 2차원 FDTD 기법을 이용하여 실제 측정과 유사한 조건으로 시뮬레이션을 수행하기 위해 우선 전파의 감쇄, 투과 특성, 해상도 등을 고려하여 0.3~7 GHz의 초광대역을 갖는 반대 극성 비발디 안테나(anti-podal vivaldi antenna)를 설계/제작하였다. 다음으로 제작된 안테나의 방사 패턴을 측정한 후 이것을 FDTD 시뮬레이션의 소스로 사용하여 콘크리트 벽 경계면과 벽 내부의 금속으로부터 반사된 데이터를 얻었다. 다음으로 이 데이터를 처리하고 레이더 영상을 생성하여 벽 내부를 관찰하였다. FDTD 시뮬레이션에서는 일반적으로 사용되고 있는 등방성 점 소스와 다항식으로 측정된 방사 패턴을 근사화하여 소스로 적용한 2가지 경우에 대해 비교하였으며, 그 결과, 안테나 패턴을 적용했을 경우 등방성 점 소스를 사용한 경우에 비해 최대 약 2.5 dB 높은 신호 대 잡음비를 얻을 수 있었다.

실내 전파 차분의 시간영역 유한차분법에 의한 계산 (Radio wave propagation simulations of indoor by finite difference time domain method)

  • 허문만;백낙준;박항구;윤현보
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권10호
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    • pp.60-67
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    • 1997
  • This paper presents a 3-D finite difference time domain (FDTD) method used for indoor propagation simulations where the electromagnetic wav eis uniformly excited on th eone of the wall in a building and affected by an indoor obstacles. In cases of simulation and measurement, the frequency of 851 MHz is used. The conductivities of walls, floor, ceiling and indoor obstacles are measured and used for simulations. These simulations are carried out using different boundary condition such as mur's absorbing boundary condition (ABC) and perfectly matched layer (PML) technique. The PML technique is found to be well-suited to this analysis because of it's smaller computational domain than mur's ABC. The measured signal strengths are compared to simulated values with good agreement.

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유한차분 시간영역 방법을 이용한 Ag 나노링 구조의 산란효과 (Finite-Difference Time-Domain Calculation of Light Scattering Efficiency for Ag Nanorings)

  • 이태수;정종율
    • 한국재료학회지
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    • 제22권10호
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    • pp.519-525
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    • 2012
  • Enhancement of light trapping in solar cells is becoming increasingly urgent for the development of next generation thin film solar cells. One of the possible candidates for increasing light trapping in thin film solar cells that has emerged recently is the use of scattering from metallic nanostructures. In this study, we have investigated the effects of the geometric parameters of Ag nanorings on the light scattering efficiency by using three dimensional Finite Different Time Domain (FDTD) calculations. We have found that the forward scattering of incident radiation from Ag nanorings strongly depends on the geometric parameters of the nanostructures such as diameter, height, etc. The forward scattering to substrate direction is increased as the outer diameter and height of the nanorings decrease. In particular, for nanorings larger than 200 nm, the inner diameter of Ag nanorings should be optimized to enhance the forward scattering efficiency. Light absorption and scattering efficiency calculations for the various nanoring arrays revealed that the periodicity of nanorings arrays also plays an important role in the absorption and the scattering efficiency enhancement. Light scattering efficiency calculations for nanoring arrays also revealed that enhancement of scattering efficiency could be utilized to enhance the light absorption through the forward scattering mechanism.