各大微波仿真软件介绍及算法和原理

电路及滤波器、IC的内部连接和高速数字电路封装方面是一个非常有用的工具。

2.4 Microwave Office 软件介绍

"Microwave Office"软件是通过两个模拟器来对微波平面电路进行模拟和仿真的。对于由集总元件构成的电路，用电路的方法来处理较为简便。该软件设有"VoltaireXL"的模拟器来处理集总元件构成的微波平面电路问题。而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面电路则采用场的方法较为有效，该软件采用的是"EMSight"的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。

"VoltaireXL" 模拟器内设一个元件库，在建立电路模型时，可以调出微波电路所用的元件，其中无源器件有电感、电阻、电容、谐振电路、微带线、带状线、同轴线等等，非线性器件有双极晶体管， 场效应晶体管，二极管等等。

"EMSight"模拟器是一个三维电磁场模拟程序包，可用于平面高频电路和天线结构的分析。特点是把修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面(GUI)技术结合起来，使得计算速度加快许多。它可以分析射频集成电路 (RFIC)、微波单片集成电路(MMIC)、 微带贴片天线和高速印制电路(PCB)等电路的电气特性。

Microwave Office 2002 增加了一些新功能，包括滤波器智能综合、智能负载牵引，提高对存在的回路的电磁仿真，包括振荡器相位噪声分析和3D平面电磁仿真引擎，使对某些复杂问题的仿真更加有效。

3．基于时域有限差分的微波仿真软件

基于时域有限差分的仿真软件包括：CST MICROWAVE STUDIO、FIDELITY和IMST Empire

3.1 CST MICROWAVE STUDIO 仿真软件

CST MICROWAVE STUDIO? (CST SD)是为快速、精确仿真电磁场高频问题而专门开发的EDA工具，是基于PC机Windows环境下的仿真软件。它主要应用在复杂设计和更高的谐振结构。CST DS 通过散射参数使电磁场元件结合在一起。把复杂的系统分离成更小的子单元，通过对系统每一个单元行为的S-参数的描述，可以快速的分析和降低系统所需的内存。CST DS 它考虑了在子单元之间高阶模式的耦合，结构分成小部分而没有影响系统的准确性。

传统的电路仿真软件仿真是快速的，但是，当考虑集肤效应损耗和材料的复杂性，结果的准确性将受到大幅度的影响。像CST DS的3D仿真软件克服了这种限制，可以解决任意几何形状的下所建立的麦克斯韦方程，包括复杂的材料模式。

CST MICROWAVE STUDIO?　的可以应用在仿真电磁场领域包括大多数的高频电磁场问题上。移动通信、无线设计、信号完整性和电磁兼容(EMC)等。具体应用范围包括耦合器、滤波器、平面结构电路、联结器、IC封装、各种类型天线、微波元器件、蓝牙技术和电磁兼容/干扰等。

3.2 FIDELITY 仿真软件

FIDELITY是基于非均匀网格的时域有限差分方法的全三维电磁 场仿真器，可以解决具有复杂填充介质求解域的场分布问题。仿真结果包括S-、Y-、Z-参数，VSWR，RLC等效电路，近场分布，波印廷矢量和辐射方向图等。FIDELITY可以分析非绝缘和复杂介质结构的问题。它在微波/毫米波集成电路（MMIC）、RF印制板电路、微带天线、线电线和其它形式的RF天线、HTS电路及滤波器、IC的内部连接和高速数字电路封装，EMI及EMC方面的应用。

FIDELITY的特点有：

1)可对真正的三维金属和非绝缘介质结构进行建模；

2)高效、高准确非均匀网格的FDTD仿真引擎；3)能方便地对分析目标排列定位和几何结构的编辑与检查；

4）可对非各向同性介质填充的同轴波导和矩形波导进行建模；

5）具有自动网格生成功能、网格优化功能和对输入的几何结构进行单独网格生成功能；

6）预定义同轴、微带、矩形波导和用户定义端口；

7）不同边界条件的实现（如PML）；

8）集成的预处理和后处理功能，包括S参数提取和时域信号显示；

9）辐射方向图的计算、近场动态显示功能；

10）具有切片显示功能的三维和二维电场、磁场及坡印廷矢量的显示；

11）一次仿真即可得到宽带频谱的功能；

12）平面波激励和SAR计算功能

3.3 IMST Empire 仿真软件

IMST Empire是一种3D电磁场仿真软件。它是一种基于3D的时域有限差分的方法，这种方法已经变成RF元件设计的标准。它的应用范围从分析平面结构、互联、的多端口集成到微波波导、天线、EMC问题。EMPIRE基本覆盖了RF设计3D场仿真的整个领域。根据用户的定义的频率范围，一次的仿真的运行，就可以得到散射参数、辐射参数和辐射场图。对于结构的定义，3D编辑器集成到EMPIRE软件中。AUTOCADTM是一个流行的机械画图工具，可以在EMPIRE环境中使用。监视窗口和动画可以给出电磁波的现象，并获得准确的结果。

4．基于有限元的微波EDA仿真软件

基于有限元的典型仿真软