2.3 IE3D 仿真软件 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。它利用积分的方式求解 ห้องสมุดไป่ตู้axwell 方程组，从而解决电磁波的效应、不连 续性效应、耦合效应、和辐射效应问题。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。IE3D 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方面是一个非常有用的工具。
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件是：Ansoft HFSS 是世界上第一个商业化的三维结构电磁场 仿真软件，可分析仿真任意三维无源结构的高频电磁场，可直接得到特征阻抗、传播常数、 S 参数及电磁场、辐射场、天线方向图等结果。该软件被广泛应用于无线和有线通信、计算 机、卫星、雷达、半导体和微波集成电路、航空航天等领域。
随着无线和有线设计向更高频率的发展和电路复杂性的增加，对于高频电磁场的仿真， 由于忽略了高阶传播模式而引起仿真的误差。另外，传统模式等效电路分析方法的限制，与 频率相关电容、电感元件等效模型而引起的误差。例如，在分析微带线时，许多易于出错的 无源模式是由于微带线或带状线的交叉、阶梯、弯曲、开路、缝隙等等，在这种情况下是多 模传输。为此，通常采用全波电磁仿真技术去分析电路结构，通过电路仿真得到准确的非连 续模式 S 参数。
2.2 Sonnet 仿真软件 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及在
微波、毫米波领域和电磁兼容/电磁干扰设计的 EDA 工具。SonnetTM 应用于平面高频电磁 场分析，频率从 1MHz 到几千 GHz。主要的应用有：微带匹配网络、微带电路、微带滤波 器、带状线电路、带状线滤波器、过孔（层的连接或接地）、偶合线分析、PCB 板电路分析、 PCB 板干扰分析、桥式螺线电感器、平面高温超导电路分析、毫米波集成电路（ MMIC） 设计和分析、混合匹配的电路分析、HDI 和 LTCC 转换、单层或多层传输线的精确分析、 多层的平面的电路分析、单层或多层的平面天线分析、平面天线阵分析、平面偶合孔的分析 等。
2. 基于矩量法仿真的微波 EDA 仿真软件
基于矩量法仿真的 EDA 软件主要包括 ADS（Advanced Design System）、Sonnet 电磁仿 真软件、IE3D 和 Microwave office。
2.1 ADS 仿真软件 Agilent ADS(Advanced Design System)软件是在 HP EESOF 系列 EDA 软件基础上发展完
内部资料
第 2 页 共 12 页
AnlySun R&D Co.,Ltd 技术文件
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
Ansoft HFSS 采用自适应网格剖分，ALPS 快速扫频，切向元等专利技术，集成了工业 标准的建模系统，提供了功能强大、使用灵活的宏语言，直观的后处理器及独有的场计算器， 可计算分析显示各种复杂的电磁场，并利用 Optimetrics 可对任意的参数进行优化和扫描分 析。
使用 Ansoft 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。
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
内部资料
第 3 页 共 12 页
AnlySun R&D Co.,Ltd 技术文件
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
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。
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。
这些 EDA 仿真软件与电磁场的数值解法密切相关的，不同的仿真软件是根据不同的数 值分析方法来进行仿真的。通常，数值解法分为显示和隐示算法，隐示算法（包括所有的频 域方法）随着问题的增加，表现出强烈的非线性。显示算法，例如 FDTD、FIT 方法在处理 问题时表现出合理的存储容量和时间。本文根据电磁仿真工具所采用的数值解法进行分类， 对常用的微波 EDA 仿真软件进行论述。
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：
AnlySun R&D Co.,Ltd 技术文件
国际各大仿真软件算法及原理介绍
摘要： 关键词：
Richard Huang 2005-3-31
1.引 言
微波系统的设计越来越复杂，对电路的指标要求越来越高，电路的功能越来越多，电 路的尺寸要求越做越小，而设计周期却越来越短。传统的设计方法已经不能满足系统设计的 需要，使用微波 EDA 软件工具进行微波元器件与微波系统的设计已经成为微波电路设计的 必然趋势。随着单片集成电路技术的不断发展 GaAs、硅为基础的微波、毫米波单片集成电 路（MIMIC）和超高速单片集成电路（VHSIC）都面临着一个崭新的发展阶段，电路的设 计与工艺研制日益复杂化，如何进一步提高电路性能、降低成本，缩短电路的研制周期，已 经成为电路设计的一个焦点，而 EDA 技术是设计的关键。EDA 技术的范畴包括电子工程设 计师进行产品开发的全过程，以及电子产品生产过程中期望由计算机提供的各种辅助功能。 一方面 EDA 技术可为系统级、电路级和物理实现级三个层次上的辅助设计过程，另一方面 EDA 技术应包括电子线路从低频到高频，从线性到非线性，从模拟到数字，从分立电路到 集成电路的全部设计过程[1-2]。
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
5. MAGSOFT 公司涵盖一切的设计软件[摘抄]
功能强大的工具，应用广泛的领域 MAGSOFT 公司与纽约州的 Rensselaer 工学院有密 切的联系：这些合作伙伴给了 MAGSOFT 公司在电磁计算和仿真方面的研究随时与科研院 所接近的机会。