傳統的設計方法已經不能滿足微波電路設計的需要。利用微波EDA軟件工具設計微波器件和微波系統已經成為壹種必然趨勢。
EDA是ElectronicDesignAutomation,電子設計自動化;目前,國外各種商用微波EDA軟件工具不斷湧現。微波射頻領域的主要EDA工具是安捷倫的ADS軟件和Ansoft的HFSS和Designer軟件,其次是Ansoft Serenade、CST、Zeland、XFDTD和SONET等較小的電路設計軟件。
下面就簡單介紹壹下各個微波EDA軟件的功能、特點和適用範圍,讓大家有壹個整體的了解。
微波EDA仿真軟件與電磁場數值算法密切相關。在介紹微波EDA軟件之前,先簡單介紹壹下微波電磁場理論的數值算法。
所有的數值算法都是基於麥克斯韋方程組,理解麥克斯韋方程組是學習電磁場數值算法的基礎。在頻域,數值算法包括:有限元法(FEM)、矩量法(mom)、差分法(FDM)、邊界元法(BEM -)和傳輸線法(TLM-TLM線-矩陣法)。在時域中,數值算法有:FDTD時域有限差分和FIT有限積分技術。
如果妳想了解更多關於各種數值算法的具體實現,可以參考以下書籍:①微波電路建模中的場仿真,②中的數值技術,③利用FDTD方法的仿真,④復雜編程和數值仿真方法。
其中,采用矩量法(MoM)的微波EDA軟件有ADS、AnsoftDesigner、MicrowaveOffice、ZelandIE3D、AnsoftEsemble、SuperNEC和FEKO;采用有限元法的微波EDA軟件包括HFSS和ANSYS。采用時域有限差分法(FDTD)的微波EDA軟件有EMPIRE和XFDTD,采用有限積分法(FIT)的微波EDA軟件有CSTMicrowaveStudio和CSTMafia。
下面介紹幾款流行的微波EDA軟件的功能和應用。
安捷倫推出的微波電路和通信系統仿真軟件ADS_AdvancedDesignSystem是國內高校和科研院所使用最廣泛的軟件之壹。
其功能非常強大,仿真手段豐富多樣。可以實現包括時域和頻域、數字和模擬、線性和非線性、噪聲等多種仿真分析手段,可以對設計結果進行分析和優化,從而大大提高復雜電路的設計效率。它是微波電路和系統信號鏈路的優秀設計工具。
主要應用於:射頻和微波電路設計、通信系統設計、DSP設計和矢量仿真。
現在最新版本是ADS2005A。
AnsoftDesigner是Ansoft公司推出的微波電路和通信系統仿真軟件。它采用了最新的Windows技術,是第壹個將高頻電路系統、版圖和電磁場仿真工具無縫集成到同壹環境中的設計工具。這種集成並不是簡單的和界面的集成,關鍵是AnsoftDesigner獨有的“按需求解”技術,使妳可以根據需要選擇求解器,從而實現對設計過程的完全控制。
實現了“所見即所得”的自動布局功能,布局和原理圖自動同步,大大提高了布局設計效率。
同時,Ansoft可以方便地與其他設計軟件集成,可以與測試儀器連接,完成各種設計任務,如頻率合成器、鎖相環、通信系統、雷達系統、放大器、混頻器、濾波器、移相器、功分器、合成器、微帶天線等。
主要應用於:射頻和微波電路設計、通信系統設計、電路板和模塊設計、元器件設計。