国外电磁兼容仿真软件及相关应用

电磁问题包括：各种电磁兼容天线设计、复杂平台天线布局问题、复杂平台RCS 计算以及微波无源结构设计。

         1.14 Singula软件

        该软件由加拿大IES 公司开发，采用MoM＋PO的混合算法，可用于天线与天线阵、波导与谐振腔、射频电路与微波元器件、电磁散射与RCS、吸收率（SAR）等方面的电磁分析，可以分析复杂平台短波和超短波天线布局问题。

         1.15 FISC软件

        美国Illinois大学于2001年公布的电磁散射分析软件FISC 适用于导弹（图7）、飞机（图8）、坦克等的电磁散射分析，采用的主要方法是多层快速多极子方法（MLFMA），据报道，可以求解未知量达1 千万的电磁散射问题。

          1.16 XPATCH软件

        该软件由美国军方研制，主要采用弹跳射线法（SBR），并与计算机图形学技术紧密结合。在计算中，同时考虑了射线直射时的物理光学近似、物理绕射以及射线的多次反射效应（multi-bounce rays）。

        在计算射线直射效应（first bounce）时，最花时间的是确定复杂目标的阴影部分和遮挡部分，该软件采用Z-buffering 技术的硬件和软件精确确定这2 部分。阴影部分和遮挡部分确定之后，直射场部分的贡献可由PO 计算。为了计算多次反射效应，从入射波向目标发射一系列平行的射线，对每一条射线在目标上（或目标内）的反射和折射进行跟踪，直到射线离开目标为止。射线的跟踪是根据几何光学原理进行的，在反射点或折射点处的场由几何光学确定，包括极化效应、多层媒质效应等。在射线离开目标时的最后一个反射点，应用物理光学积分计算远区散射场（图9）。叠加所有射线对远区散射场的贡献，即获得总的远区散射场或雷达散射截面。通常，对RCS 的计算而言，1个波长的距离至少需要10 根射线。此软件基于的方法的原理虽然简单，但需要有效的几何CAD 技术和快速的射线跟踪算法。
                                                      
          2、应用

         2.1 汽车电磁兼容仿真

         1）仿真理论

         电磁兼容仿真预测的研究内容主要是建立电磁兼容三要素:电磁干扰源、耦合路径和敏感设备的数学模型，并采用适当的数值计算方法求解这些模型，以评估系统各敏感设备是否满足预定的电磁干扰裕度要求。

   2）仿真流程和建模方法

         完整的电磁仿真流程如下图所示
         
        建立正确的仿真模型是汽车电磁兼容仿真预测最重要的一步，所建立的模型与实际样车的匹配程度将直接决定仿真结果的精度与实用性。而且建模往往占据整个仿真过程70%以上的时间。针对不同类型的汽车电磁兼容问题，建模也要有针对性。比如信号线间的串扰分析，车载天线方向图的分析，车外辐射源对车身线束的干扰分析这些问题的建模就不尽相同。但不论是何种模型，核心都是要先确定潜在的干扰源、敏感设备及耦合路径,然后再对这三要素一一建模。

         (1)干扰源：现在的仿真软件大都提供各种类型的激励源——点源、平面波、高斯波、电流源、脉冲等，对理想模型的仿真可以根据需要直接采用。而对于实际车况的模拟，可以使用示波器测量干扰源连接导线上的电压/电流波形，从而建立干扰源的时域波形；或者使用近场探头测量干扰源附近的电场分布，再作为仿真计算的激励源。

        (2)耦合路径:主要是对汽车车身和线束模型化。要根据仿真的频率范围确定电磁面网格的划分精度。计算频率越高,网格划分要求越精细。同时在干扰源和耦合