介绍较流行的几种微波EDA软件的功能

文章摘要：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 端口特征阻抗和传输常数；③ S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Ansoft HFSS和Ansoft Designer构成的Ansoft高频解决方案，是目前

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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 端口特征阻抗和传输常数；③ S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Ansoft HFSS和Ansoft Designer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Ansoft HFSS
9.2。

    　Microwave Office，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"Voltair
eXL"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。MWO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。

    　XFDTD，是Remcom公司推出的基于时域有限差分法(FDTD）的三维全波电磁场仿真软
件。XFDTD用户界面友好、计算准确；但XFDTD本身没有优化功能，须通过第三方软件En
gineous完成优化。该软件最早用于仿真蜂窝电话，长于手机天线和SAR计算。现在广泛
用于无线、微波电路、雷达散射计算，化学、光学、陆基警戒雷达和生物组织仿真。软
件最新版本为 XFDTD 6.0

    　Zeland IE3D，IE3D是一个基于矩量法的电磁场仿真工具，可以解决多层介质环境下
的三维金属结构的电流分布问题。IE3D可分为MGRID、MODUA和PATTERNVIEW三部分；MGR
ID为IE3D的前处理套件，功能有建立电路结构、设定基板与金属材料的参数和设定模拟
仿真参数；MOODUA是IE3D的核心执行套件，可执行电磁场的模拟仿真计算、性能参数（
Smith园图，S参数等）计算和执行参数优化计算；PATTERNVIEW是IE3D的后处理套件，可
以将仿真计算结果，电磁场的分布以等高线或向量场的形式显示出来。IE3D仿真结果包
括S、Y、Z参数，VWSR，RLC等效电路，电流分布，近场分布和辐射方向图，方向性，效
率和RCS等；应用范围主要是在微波射频电路、多层印刷电路板、平面微带天线设计的分
析与设计。软件最新版本为Zeland IE3D10.0。

    　CST MICROWAVE STUDIO，是德国CST（Computer Simulation Technology）公司推出
的高频三维电磁场仿真软件。广泛应用于移动通信、无线通信（蓝牙系统）、信号集成
和电磁兼容等领域。微波工作室使用简洁，能为用户的高频设计提供直观的电磁特性。
微波工作室除了主要的时域求解器模块外，还为某些特殊应用提供本征模及频域求解器
模块。CAD文件的导入功能及SPICE参量的提取增强了设计的可能性并缩短了设计时间。
另外，由于CST设计工作室的开放性体系结构能为其它仿真软件提供链接，使微波工作室
与其它设计环境相集成。

    　Sonnet，是一种基于矩量法的电磁仿真软件，提供面向3D平面高频电路设计系统以

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