Numerical Analysis in Electromagnetics: The TLM Method

Title Page......Page 2
Copyright\r......Page 3
Contents......Page 4
Introduction......Page 7
1.1. Historical introduction......Page 11
1.2.1. Parallel node......Page 15
1.2.2. Series node......Page 18
1.2.3. Simulation of inhomogeneous media with losses......Page 19
1.2.4. Scattering matrices......Page 21
1.2.5. Boundary conditions......Page 24
1.2.6. Dielectric interface passage conditions......Page 25
1.2.7. Dispersion of 2D nodes......Page 27
1.3.1. Basic algorithm......Page 32
1.3.2. Excitation......Page 33
1.3.3. Output signal processing......Page 34
2.1.1. Distributed nodes\r......Page 38
2.1.2. Asymmetrical condensed node ACN......Page 39
2.1.3. The symmetrical condensed node SCN......Page 40
2.1.4. Other types of nodes......Page 42
2.2.1. General description\r......Page 46
2.3. Time step......Page 63
2.4. Dispersion of 3D nodes......Page 64
2.4.1. Theoretical study in simple cases [TRE 95b]......Page 65
2.5. Absorbing walls......Page 69
2.5.1. Matched impedance......Page 70
2.5.3. Perfectly matched layers......Page 71
2.5.4. Optimization of the PML layer profile [DUB 00, KON 03]......Page 74
2.5.5. Anisotropic and dispersive layers......Page 76
2.6.1. 3D TLM curvilinear cell\r......Page 79
2.6.2. The TLM algorithm......Page 82
2.6.3. Scattering matrices for curvilinear nodes......Page 84
2.6.4. Stability conditions and the time step......Page 87
2.6.5. Validation of the algorithm......Page 88
2.7. Non-cartesian nodes......Page 90
3.1.1. History of 2D TLM......Page 93
3.1.2. 3D TLM......Page 97
3.1.3. Application example: modeling of a p-n diode......Page 108
3.2. Introduction of thin wires [LAR 06]......Page 113
3.2.1. Arbitrarily oriented thin wire model......Page 114
3.2.2. Validation of the arbitrarily oriented thin wire model......Page 127
4.1. Introduction......Page 130
4.2. Matrix form of maxwell’s equations......Page 131
4.3. Cubic mesh normalized maxwell’s equations......Page 132
4.4. The propagation process......Page 134
4.5. Wave-matter interaction......Page 137
4.6. The normalized parallelepipedic mesh maxwell’s equations [lou 04]......Page 140
4.7.1. Theoretical model\r......Page 143
4.7.2. Validation of the TLM simulation......Page 146
4.8. Conclusion......Page 151
APPENDICES......Page 152
Appendix A Development of Maxwell’s Equations using the Z Transform with a Variable Mesh\r......Page 153
Appendix B Treatment of Plasma using the Z Transform for the TLM Method\r......Page 160
Bibliography......Page 166
Index......Page 175