常用的高頻電磁場仿真軟件簡述-----轉(zhuǎn)載
來源：edatop
更新時間：2024-07-02
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常用的高頻電磁場仿真軟件有下面這些：
Ansoft HFSS、Designer、Emsenble。ansoft一貫使用FEM（有限元法），HFSS在中國大陸有絕對的市場份額。一直被大家認(rèn)為電小不錯，電大不行。一年一來一直致力于推翻大家這種印象。終端仿真里面面，我們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相對還是比較正確的，但是場參數(shù)有時候就不是那么令人滿意了。例如，建模一個dipole，在大部分關(guān)鍵的己方加了很多人工干預(yù)網(wǎng)哥劃分，但是，增益和pattern的波束角寬都差挺多的。手機(jī)天線仿真經(jīng)常是百分之一百零幾的效率。在9.1版里results里就不得不多加了realized gain這個選項(xiàng)，把gain這個選項(xiàng)的值打個折扣給你：）
CST的Microwave Studio，一直大家一位是fdtd，其實(shí)它是時域積分法（FITD），當(dāng)然其實(shí)不是原則上的不同。和FEM方法不同，F(xiàn)DTD或者FITD都是先在時域計(jì)算，用一個寬頻譜的激勵信號（方波或者高斯波都有）去激勵模型，在時域計(jì)算然后去反演到頻域。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和場參數(shù)基本上是反演后的得到的。特點(diǎn)是可以計(jì)算相當(dāng)大的帶寬結(jié)果，而不需要象用ansoft，可能要把大帶寬分割后分別仿真。CST計(jì)算過程中，由于沒有FEM計(jì)算過程中矩陣求逆過程，計(jì)算時間和網(wǎng)格數(shù)成線性增長關(guān)系，而FEM的是指數(shù)增長關(guān)系。CST的MWS從4.3版起，開始有了大小網(wǎng)格嵌套技術(shù)，在曲面上細(xì)化六面體網(wǎng)格逼進(jìn)曲面。這是其它FDTD套件所沒有的。CST的MWS最大的問題是不象ansoft的那么傻瓜化，很多參數(shù)即使看了help也不是很能讓人理解。如果很深入了解MWS內(nèi)部細(xì)節(jié)，估計(jì)可以一次性不用收斂做出完美的仿真。我們曾經(jīng)用完全相同的模型分別在ansoft和CST運(yùn)行，結(jié)果雙頻天線CST結(jié)果低頻比ansoft結(jié)果高。而高頻又比ansoft結(jié)果低。但是場參數(shù)就可靠得多了，一個加上塑膠外殼參數(shù)、電池、屏蔽罩等器件的模型，天線在諧振點(diǎn)就是比較真實(shí)的百分之四、五十。韓國都用CST，沒有什么人用ansoft。
Zeland IE3D，矩量法（MoM）。IE3D可能是最好的商業(yè)MoM套件。MoM原理相對簡單，且計(jì)算速度極快。IE3D比較適合2.5維情形，例如算算PCB或者微帶天線比較合適，算復(fù)雜3D結(jié)構(gòu)力不從心。但是，手機(jī)PIFA的計(jì)算就比較適合用IE3D。不是用于做天線項(xiàng)目仿真，而是用于研究天線的基本特征，天線和PCB如何相互耦合、PCB上激發(fā)的表面電流走向等原型階段的預(yù)研。
Zeland Fidelity，F(xiàn)DTD法，相比IE3D名氣小，用的人也不多。沒有CST大小網(wǎng)格嵌套。這里補(bǔ)充一句，所有的FDTD套件都是采用PML方法的。
XFDTD，有名的FDTD套件。經(jīng)常和很多測試SAR的硬件系統(tǒng)聯(lián)系在一起，在加載人體電磁模型后可以計(jì)算SAR值。缺點(diǎn)是天線Pattern沒有3D顯示，只有2D截面。這個缺點(diǎn)最好能在新版本中改進(jìn)。
SemCAD，也是FDTD套件。沒有比XFDTD等有太多優(yōu)勢，也有被用來計(jì)算SAR的。好像也有用來作系統(tǒng)EMC計(jì)算。
IMST Empire，F(xiàn)DTD套件。非常優(yōu)秀的高頻電磁場套件，德國人的東西。獲得歐洲多次仿真大賽的優(yōu)勝，仿真題目是一個Vivalti天線，速度最快，又最準(zhǔn)確。但是正如德國人的問題，好是好，但又有太過明顯缺陷。建模法實(shí)在是太復(fù)雜了，我學(xué)了三次都沒有真正學(xué)會。最后沒有時間只好放棄。
FEKO，用Ansys接口的軟件，使用混和MoM，多層快速多極子（這個我只知道名稱了），幾何光學(xué)和射線追蹤法等，可以計(jì)算非常復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)和環(huán)境，擅長電大尺寸。常被用做飛機(jī)電磁性能的建模和仿真。
Sonnet，MoM方法。這個就不太熟了。
SuperNEC，MoM法，要使用MatLab平臺。這個會限制它的計(jì)算速度，因?yàn)镸atLab是行解釋型的，代碼不編譯。
ADF－EMS，才聽說的軟件套件。意大利公司的產(chǎn)品，以前是對中國禁運(yùn)的軟件。據(jù)說是因?yàn)樘珜I(yè)太有用了，是航天器衛(wèi)星、兵器等電磁仿真的利器。現(xiàn)在正在逐步對中國企業(yè)開放。但是如果是研究所或者國營機(jī)構(gòu)去買，也還是不賣。報(bào)價(jià)是ansoft等套件的10倍以上。
Aplac，據(jù)說Nokia公司的人用這個作電磁場仿真。只是接觸過他們的一個Sales，看過一點(diǎn)資料，主要是電路和系統(tǒng)級的。電磁場模塊fdtd的，建模巨復(fù)雜。其它的都不清楚。
CFDTD，全名Conformal FDTD，中國人編的商業(yè)套件。據(jù)說業(yè)界還有好評。但是看來商業(yè)做得不好，網(wǎng)上后來就沒有再見消息。特色不用說，肯定是conformal啦，現(xiàn)在誰能對金屬曲面邊界做好conformal meshing的就是好計(jì)算方法了。
就知道這么多了。其實(shí)對于終端天線仿真，有一個FEM＋FDTD＋MoM的組合最好。但是產(chǎn)品項(xiàng)目是真沒有必要和時間去做了，除非有重大意義或很多時間。
:50bb
CST MWS+ HFSS就完美了
Empire和ADF由T-Solution代理，可到andy.yan@t-solutionglobal.com咨詢
贊！辛苦咯
