摘要：傳輸線矩陣（TLM)算法是在Huygens的波傳播理論基礎上，與計算機相結合后，形成的一種高效計算電磁場數值的仿真算法。隨著計算機的發展，TLM法的模型更加清晰，通過計算機的發展應用在許多行業，例如在電力系統輸電線電壓、電流的變化及遠距離、超高壓電力傳輸線的電磁場分析與運算等方面。TLM算法主要可分為兩個步驟:(1)通過在空間和時間上的迭代運算,求出傳輸線網絡上的電流和電壓;(2)通過同傳輸線方程與Maxwell方程組中各相應變量間的類比關系來計算介質中的電磁場分布。

隨著時代的進步，電磁場得到了進一步的發展應用，由此催生了一系列的電磁場算法例如有限差分法、體積分法 、邊界積分法、TLM算法等。 在現代生產中，TLM 憑借算法優勢，在多種領域得到廣泛應用，由此引發世界眾多科研者對傳輸線的關注，有關傳輸線的研究成果不斷涌現。本文在簡單介紹電磁場的應用行業并分析其在各行業應用中的基本原理，同時通過理論論證傳輸線模型算法的可行性和有效性，總結、推理出一維傳輸線模型和二維傳輸線模型的建模過程及其等效模型的參數計算，對比分析出TLM算法的優勢，并例舉了在天線輻射陣的TLM算法。通過對一維建模的分析類比完成了二維建模，并簡單講解了在非理想介質二維TLM 算法，以及二維LM方法在天線輻射的結構算法及應用。

關鍵詞：傳輸線矩陣法  電磁場計算  Maxwell方程組  建模

目錄

摘要

Abstract

第一章 緒論-1

1.1 電磁場背景及物理意義-1

1.2 電磁場理論應用舉例-1

第二章 傳輸線矩陣基本原理-3

2.1 傳輸線矩陣模型法的基本原理-3

2.2 一維TLM算法-3

2.2.1 傳輸線模型簡介-3

2.2.2 傳輸線模型中的集總元件-6

2.2.3 一維TLM 模型-10

第三章 二維TLM模型-14

3.1 二維傳輸線模型簡介-14

3.2 二維傳輸線模型計算-16

3.3 非理想介質中的二維TLM-19

3.3.1 電磁場的媒介是非理想介質-19

3.4 TLM的應用-20

3.4.1 TLM 算法在天線陣輻射的分析與應用-20

總結-24

參考文獻-25

致謝-26

附錄-27