1. 本选题研究的目的及意义
电磁场理论作为物理学的基础理论之一，在现代科技发展中发挥着至关重要的作用。
麦克斯韦方程组作为电磁场理论的核心，精确地描述了电磁波的产生、传播以及与物质相互作用的规律，被广泛应用于天线设计、雷达探测、微波通信、电磁兼容等领域。
随着电子信息技术的快速发展，对电磁器件和系统的性能要求越来越高，传统的解析方法难以满足复杂结构和材料的分析需求。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，随着计算能力的提升和数值算法的进步，以时域有限差分法（fdtd）为代表的数值电磁方法得到了长足发展，成为分析和解决复杂电磁问题的有力工具。
1. 国内研究现状
国内学者在fdtd方法的理论研究、算法改进以及工程应用等方面取得了丰硕成果，并在天线设计、雷达散射、微波器件仿真等领域取得了显著进展。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题的研究内容主要包括：1.深入研究时域有限差分法的基本原理，包括麦克斯韦方程的微分形式、yee元胞和差分格式、边界条件处理以及稳定性条件分析等内容。
2.探讨时域有限差分法的关键技术，包括色散与稳定性控制、pml吸收边界条件、近场到远场的转换以及并行计算技术等内容。
3.研究时域有限差分法在电磁散射问题中的应用，包括目标散射体的建模、入射波的设置以及雷达散射截面的计算等内容。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法，对时域有限差分法求解麦克斯韦方程的应用进行深入研究。
首先，将通过文献调研和理论分析，系统地研究时域有限差分法的基本原理、算法步骤和关键技术，深入理解其物理意义和数学基础。
其次，将利用matlab、python等编程语言，结合相关的电磁仿真软件，构建基于时域有限差分法的数值计算模型，对不同类型的天线、散射体和微波器件进行仿真分析，并与解析解或商用软件结果进行比较，验证算法的正确性和有效性。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：1.将传统的时域有限差分法应用于新型天线、电磁超材料等领域，并对其进行改进和优化，以提高计算精度和效率。
2.结合机器学习、深度学习等人工智能技术，探索时域有限差分法在电磁场问题中的智能化应用，例如电磁参数反演、目标识别等。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 葛德彪,闫玉波. 电磁波时域有限差分方法[m]. 西安:西安电子科技大学出版社,2020.
[2] 王长清,祝磊,丁亮. 电磁场与电磁波数值计算:fdtd 方法[m]. 北京:科学出版社,2019.
[3] 刘少斌,谢拥军. 时域有限差分法及其并行算法[m]. 北京:科学出版社,2018.
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