微波 EDA 仿真软件应用评析.doc

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1、微波EDA仿真软件应用评析　　微波EDA仿真软件与电磁场的数值算法密切相关，在介绍微波EDA软件之前先简要的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell方程组之上的，了解Maxwell方程是学习电磁场数值算法的基础；在频域，数值算法有：有限元法(FEM--FiniteElementMethod）、矩量法(MoM--MethodofMoments），差分法(FDM--FiniteDifferenceMethods），边界元法(BEM--），和传输线法(TLM--Transm

2、ission-Line-matrixMethod），在时域，数值算法有：时域有限差分法(FDTD–FiniteDifferenceTImeDomain），和有限积分法(FIT–FiniteIntegraTIonTechnology）。如果想进一步了解各种数值算法的具体实现，可以参阅以下几本书籍：①MicrowaveCircuitModelingUsingElectromagneTIcFieldSimulation,②NumericalTechniquesinElectromagnetics,③Ele

3、ctromagmeticSimunationUsingtheFDTDMethod，④ComplexeletromagneticproblemsandnumericalSimulationApproaches。其中，使用矩量法(MoM）的微波EDA软件有ADS，AnsoftDesigner，MicrowaveOffice,ZelandIE3D，AnsoftEsemble，SuperNEC和FEKO；使用有限元法(FEM）的微波EDA软件有HFSS和ANSYS；使用时域有限差分法(FDTD）的微波EDA

4、软件有EMPIRE和XFDTD，使用有限积分法(FIT）的微波EDA软件有CSTMicrowaveStudio和CSTMafia。下面来介绍较流行几种的微波EDA软件的功能和应用。ADS–AdvancedDesignSystem，是Agilent公司推出的微波电路和通信系统仿真软件，是国内各大学和研究所使用最多的软件之一。其功能非常强大，仿真手段丰富多样，可实现包括时域和频域、数字与模拟、线性与非线性、噪声等多种仿真分析手段，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，是非

5、常优秀的微波电路、系统信号链路的设计工具。主要应用于：射频和微波电路的设计，通信系统的设计，DSP设计和向量仿真。现在最新的版本是ADS2004A。AnsoftDesigner，是Ansoft公司推出的微波电路和通信系统仿真软件；它采用了最新的视窗技术，是第一个将高频电路系统,版图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具，这种集成不是简单和界面集成,其关键是AnsoftDesigner独有的”按需求解”的技术,它使你能够根据需要选择求解器,从而实现对设计过程的完全控制。AnsoftDesig

6、ner实现了“所见即所得”的自动化版图功能，版图与原理图自动同步，大大提高了版图设计效率。同时,Ansoft还能方便地与其他设计软件集成到一起，并可以和测试仪器连接，完成各种设计任务，如频率合成器，锁相环，通信系统，雷达系统以及放大器，混频器，滤波器，移相器，功率分配器，合成器和微带天线等。主要应用于：射频和微波电路的设计，通信系统的设计，电路板和模块设计，部件设计。现在最新的版本是AnsoftDesigner2.1。AnsoftHFSS，是Ansoft公司推出的三维电磁仿真软件；是世界上第一个商业

7、化的三维结构电磁场仿真软件，业界公认的三维电磁场设计和分析的电子设计工业标准。HFSS提供了一简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS软件拥有强大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和3dB带宽；绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。使用HFSS，可以计算：①基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题；②端口特征阻抗

8、和传输常数；③S参数和相应端口阻抗的归一化S参数；④结构的本征模或谐振解。而且，由AnsoftHFSS和AnsoftDesigner构成的Ansoft高频解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。现在最新的版本是AnsoftHFSS9.2。MicrowaveOffice，是AWR公司推出的微波EDA软件，为微波平面电路设计提供了最完整,最快速和最精确的解答。它是通过两个模拟器来