The FDTD algorithm have been widely used in solving electromagnetic problems. However, stair-case representation of Yee grid may cause an undesired error in treating curved surfaced objects. To weaken the effects of errors, various techniques have been studied by many researchers. One of the technique is static field incorporation algorithm which can be applied to the edge of conductive objects. In this thesis, this algorithm is expanded to the bow-tie antenna which has inclined edge boundaries. The proposed algorithm shows a good result compared with the MoM result which is accurate for bow-tie structures. Finally, the stability analysis of the algorithm is mentioned and proposed new stability criterion for this algorithm in the last section.
FDTD 알고리즘은 구현하기 쉽고 다양한 구조를 가진 임의의 3차원 물체에 관한 해석이 가능하기 때문에 최근의 급속한 컴퓨터 성능 향상과 함께 폭넓게 쓰이고 있는 추세이다. 하지만 정육면체 형태로 제한 되어있는 FDTD 격자 (mesh) 구조상의 한계로 인해 표면이 곡면이거나 구조가 복잡할 경우에는 많은 계산시간과 컴퓨터 자원을 필요로 하는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 여러 가지 다양한 기법들이 개발되고 제안되어왔다. 그러한 방법들 중에 하나가 금속판의 가장자리에 대해서 정확한 해석을 할 수 있는static field incorporation 기법이다. 금속판 주변에 생기는 강한 quasi-static field 정보를 FDTD 알고리즘에 적용함으로써 계산시간을 늘리지 않고 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 하지만 이 기법 역시 금속판이 FDTD 격자와 나란할 경우에만 적용할 수 있다는 한계점이 있다.
본 논문에서는 이러한 한계점을 극복하여 격자에 대해서 기울어져 있는 금속판에 대해 해석할 수 있도록 알고리즘을 개선하였으며, bow-tie 안테나에 향상된 알고리즘을 적용하여 검증하여 보았다. 더불어, 이 알고리즘을 만족하는 stability condition에 대해서 수학적인 유도를 제안하였으며 수치적으로 검증하였다.
