艾謝貝裡編著《MATLAB模擬的電磁學時域有限差分法》內容包含了多年來作者在密西西比大學教授研究生水平的計算電磁學的一般內容，特別是時域有限差分法(FDTD)的教學內容。本書的**作者Atef Elsherbeni在許多教學機構中和日益增多的**會議中舉辦了無數次小型學習班以教授FDTD方法。本書的第二作者Veysel Demir在理論、數值以及程序編制方面的經驗是本書得以成功完成的一個關鍵因素。
本書的目標是向學生、感興趣的研究人員和讀者介紹時域有限差分法。有效的介紹，是伴隨著通過一步步地完成各種天線和微波器件設計和分析工作代碼的過程中，培養能力和建立信心而實現的。

MATLAB語言具有編程簡單，並可以給出精美圖像的特點，它已成為理工 科大學生必備的繫統工具平臺。其完備的工具箱功能，使得MATLAB日益受到 大學生和工程師們的喜愛。《MATLAB模擬的電磁學時域有限差分法》介紹了 近年來在電磁領域內發展較快的時域有限差分法(FDTD)的MATLAB語言編程要 點，並配有豐富實例。它可作為電類專業高年級本科生或研究生學習時域有 限差分法的入門書，也適合對時域有限差分法感興趣的其他學科工程師閱讀 。 《MATLAB模擬的電磁學時域有限差分法》由艾謝貝裡編著。

第1章 FDTD簡介
1.1 時域有限差分法的基本方程
1.2 導數的差分近似
1.3 三維問題的FDTD*新方程
1.4 維問題的FDTD迭代方程
1.5 一維FDTD問題的*新方程
1.6 練習
第2章 數值穩定性和色散
2.1 數值的穩定性
2.1.1 時域算法中的穩定性
2.1.2 FDTD方法的CFL穩定條件
2.2 數值色散
2.3 練習
第3章 在Yee網格中創建目標
3.1 目標的定義
3.1.1 定義問題空間參量
3.1.2 在問題空間中定義目標
3.2 媒質近似
3.3 切向和法向分量的子網格平均方案
3.4 定義目標
3.5 創建媒質網格
3.6 改善8個網格平均
3.7 練習
第4章 有源和無源集總參數電路
4.1 FDTD中集總參數元件的*新公式
4.1.1 電壓源
4.1.2 硬激勵電壓源
4.1.3 電流源
4.1.4 電阻的FDTD建模
4.1.5 邑容的FDTD建模
4.1.6 電感的FDTD建模
4.1.7 位於表面或體積內的集總參數元件
4.1.8 二極管的FDTD模擬
4.1.9 總結
4.2 集總參數元件的定義，初始化和模擬
4.2.1 集總參數元件的定義
4.2.2 FDTD參量和數組的初始化
4.2.3 集總參數元件的初始化
4.2.4 *新繫數的初始化
4.2.5 電場和磁場以及電壓和電流的取樣
4.2.6 輸出參數的定義與初始化
4.2.7 運行FDTD模擬：時進循環
4.2.8 顯示FDTD模擬結果
4.3 模擬例子
4.3.1 正弦波電壓源激勵的電阻
4.3.2 由正弦波源激勵的二極管
4.3.3 由單位階躍電壓源激勵的電容
4.4 練習
第5章 激勵源的波形與從時域到頻域的變換
5.1 常用FDTD仿真波形
5.1.1 正弦波形
5.1.2 高斯波形
5.1.3 高斯波形的導數歸一化
5.1.4 餘弦函數調制的高斯波形
5.2 FDTD模擬中激勵源的定義和初始化
5.3 從時域到頻域的變換
5.4 仿真舉例
5.4.1 由傅裡葉變換重新獲得時域波形
5.4.2 由餘弦調制高斯波形激勵的RCL電路
5.5 練習
第6章 散射參量
6.1 S參量和回波損耗的定義
6.2 S參數的計算
6.3 模擬例子
6.3.1 1／4波長變換器
6.4 練習
第7章 完善匹配層吸收邊界
7.1 PML的理論
7.1.1 PML在PML與真空間界面上的理論
7.1.2 PML在PML-PML的界面上的理論
7.2 三維問題空間中的PML方程
7.3 PML損耗函數
7.4 PML的FDTD*新方程及MATLAB實現
7.4.1 二維TEz情況下的PML*新方程
7.4.2 二維TMz極化情況下的PML*新方程
7.4.3 以PML為吸收邊界的二維FDTD方法的MATLAB程序實現
7.5 模擬舉例
7.5.1 PML吸收邊界的有效性
7.5.2 E1ectri field Diotribution
7.5.3 使用離散傅裡葉變換的電場分布圖
7.6 練習
第8章 卷積完善匹配層
8.1 CPML的公式
8.1.1 延伸坐標中的PML
8.1.2 CFS_PML中的延伸變量
8.1.3 在PML與PML之間的界面上匹配條件
8.1.4 時域方程
8.1.5 離散卷積
8.1.6 卷積的遞歸算法
8.2 CPML算法
8.2.1 CPML*新方程
8.2.2 在各區域內增加CPML輔助項
8.3 CPML參數分布
8.4 在三維FDTD問題中的CPML的MATLAB程序執行
8.4.1 CPML定義
8.4.2 CPML的初始化
8.4.3 CPML在FDTD時進循環中的應用
8.5 模擬舉例
8.5.1 微帶低通濾波器
8.5.2 微帶分支耦合器
8.5.3 微帶線的特性阻抗
8.6 練習
第9章 近場到遠場的變換
9.1 表面等效定律的執行
9.1.1 表面等效定律
9.1.2 FDTD仿真中的等效電流和磁流
9.1.3 在無限地平面上的天線
9.2 頻域近場到遠場的變換
9.2.1 時域到頻域的變換
9.2.2 矢量勢研究
9.2.3 輻射場的極化
9.2.4 輻射效率
9.3 MATLAB運行近場到遠場的變換
9.3.1 定義近場到遠場變換參量
9.3.2 近場到遠場參量的初始化
9.3.3 時間步進循環中的近場到遠場DFT
9.3.4 遠場計算的後處理
9.4 仿真舉例
9.4.1 倒F天線
9.4.2 帶線饋入的矩形介質諧振天線
9.5 練習
第lO章 細導線模擬
10.1 細導線公式
10.2 細導線公式的MATLAB程序執行
10.3 仿真例子
10.3.1 細導線偶極子天線
lO.4 練習
**l章 散射體公式
11.1 散射場基本方程
11.2 散射場*新方程
11.3 入射平面波的表達式
11.4 散射場公式的MATLAB程序執行
11.4.1 入射平面波的定義
11.4.2 人射場的初始化
11.4.3 *新繫數的初始化
11.4.4 散射場的計算
11.4.5 仿真結果的後處理
11.5 仿真舉例
11.5.1 由介質球引起的散射
11.5.2 介質立方體的散射
11.5.3 介質條的反射與傳輸繫數
11.6 練習
**2章 時域有限差分計算的圖形處理單元的加速
12.1 圖像處理與一般的數學
12.2 Brook語言的介紹
12.3 使用Brook繫統的二維FDTD執行舉例
12.4 向三維的擴展
12.5 三維參數研究
附錄A 一維FDTD代碼
A.1 一維FDTD，MATLAB代碼
A.2 繪圖參數的初始化
A.3 場量繪圖
附錄B 三維結構的卷積完善匹配層區域及相關場的*新計算
B.1 卷積完善匹配層區域的Ex的*新(圖B.1)
B.2 CPML區域內*新Ey(圖B.2)
B.3 CPML區域內*新Ez(圖B.3)
B.4 CPML區域內*新Hx(圖B.4)
B.5 CPML區域內*新Hy(圖B.5)
B.6 CPML區域內*新Hz(圖B.6)
附錄C 計算遠場方向的MATLAB代碼
C.1 繪制λθ為常數時的平面內的遠場方向圖
C.2 繪制φ為常數的平面的遠場方向圖
參考文獻