下面来简述下FDTD的发展由来:

1966年，Yee首先提出了Maxwell的差分离散形式，解决了当时一些电磁方面的问题。在随后的5年里，Taylor和Merewether等科学家在运用FDTD方法研究问题的时候提出了一些初步的边界条件。1975年，Taflove等科学家在做研究时，讨论出了近远场外推的情况，并且提出了数值稳定的条件。FDTD方法逐渐明朗，走向成熟。之后的几年之中，Holland，Kunz等利用FDTD解决了飞机方面的一些问题。1981年，Mur提出了一阶二阶的吸收边界条件。以及FDTD的离散形式。这种边界条件很有效，使得FDTD更加的应用广泛。80年代，一大批的科学家研究了FDTD方法，利用FDTD处理了很多的问题。这也标志了FDTD方法的适用性广，实用性高，方便。90年代，FDTD逐步推广演进，已经涉及到了很多领域的各个层面，可以说现在科学研究的很多方面都离不开FDTD。1994,1996年，Berenger提出了一种全新的匹配层，完全匹配层PML。随后FDTD更是深得人心，成为了研究方面最为简便快捷，有效的方法。

FDTD算法广泛应用于电磁研究的很多领域，比如，辐射天线的分析，微光学元器件的光传播和衍射特性，周期结构分析等中都起了很重要的作用。更由于近几年计算机技术的普及，使得FDTD的运用更加具有潜力，具备了很大的发展空间。

FDTD是解决复杂电磁问题的有效方法之一，经过许多科学家的努力，FDTD的许多重要问题已经得到了很好的解决，发展成为一种成熟的数值计算方法。近几年来，随着计算机数据处理性能的高速提高和计算机价格的下降，使得FDTD法的应用范围越来越广，而FDTD法本身在应用中又有新的发展。

它的核心思想是在时域将Maxwell旋度方程用二阶精度的中心差分近似，将时域微分方程的求解转换成差分方程的迭代求解，也即把带时间变量的Maxwell旋度方程转化为差分形式，模拟出子脉冲和理想导体作用的时域响应。原则上可以求解任意形式的电磁场和电磁波的技术和工程问题，并且对计算机内存容量要求较低，计算速度较快，适用于并行算法。电磁波的传播过程是十分复杂的，在实际环境中会产生目标的散射，天线的辐射，在波导和微带结构的传播，城市环境，地形，海绵等对电磁波也会产生影响。具体研究电磁波的特性是十分重要以及有意义的。FDTD的计算中，将空间某一点的电场或者磁场与周围个点的电场或者磁场直接联系，将介质参数赋值给空间的每一个元胞， 因此可以解决很多形状复杂的问题。而且，FDTD可以简便明了的在计算机上显示出电磁场的时间演化过程，便于分析设计。正是由于FDTD的众多优点，所以FDTD已经被应用于多个领域，用途广泛。

FDTD的关键的三要素是：（1）差分格式；（2）解的稳定性；（3）吸收边界条件。

FDTD的特点有：（1）广泛的应用性；（2）节约运算和存储空间；（3）适合并行计算；（4）计算程序的通用性；（5）简单直观，容易掌握。

1.2  微带天线简介

    1953年G.A.Dcschamps 教授提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。不过在随后的几十年里，对此研究不多。到1972年，迫切需求微波集成技术和空间技术对低剖面的研究，R.E.Munson和J.Q.Howell等制成了第一批实用微带天线。随后，国际上广泛开展了微带天线的研究和应用。至此，微带天线成为天线领域的一个重要分支。70年代是微带天线的突破性进展的时期。80年代，微带天线无论是理论还是应用，在深度和广度上都获得了进一步的发展。而今，微带天线趋于成熟，应用与日俱增。

微带天线时近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视。在50年代和60年代只有少量研究，真正的反响和使用是在70年代。目前微带天线在理论和技术上已经逐渐趋向成熟。