微波无源电路仿真技术学习教案

1、会计学1微波无源微波无源(w yun)电路仿真技术电路仿真技术第一页，共54页。Maxwell Maxwell 方程方程(fngchng)(fngchng)+ +规则边界规则边界Maxwell Maxwell 方程方程+ +不规则边界不规则边界=解析法解析法=数值法数值法第2页/共54页第二页，共54页。微分微分(wi fn)型型积分型积分型第3页/共54页第三页，共54页。第4页/共54页第四页，共54页。第5页/共54页第五页，共54页。 它是Agilent Technoligyies公司推出的一套电路自动设计软件。Agilent Technoligyies公司把已有产品HP MDS(Mi

2、crowave Design System)和HP EEsof IV(Electronic Engineering Software)两者的精华有机的结合起来，并增加了许多新的功能，构成了功能强大的ADS软件。 ADS软件范围涵盖了小至元器件,大到系统级的设计和分析，主要包括RFIC设计软件、RF电路板设计软件、DSP专业设计软件、通讯系统设计软件以及微波电路设计软件。 ADS软件仿真手段丰富多样，可实现包括时域和频域、数字与模拟、线性与非线性、噪声等多种仿真分析手段，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，是非常优秀的微波电路、系统信号链路的设计工具。不但其仿真

3、性能优越,而且提供了功能强大的数据后处理能力。这对我们进行复杂、特殊电路的仿真、数据后处理及显示提供了可能。该软件切实考虑到工程实际中各种参数对系统的影响，对要求分析手段多样，运算量大的仿真分析，尤其适用。 ADS软件可应用于整个现代通信系统及其子系统，能对通信系统进行快速、便捷、有效的设计和仿真。这是以往(ywng)任何自动设计软件都不能够的。所以，ADS已被广大电子工程技术人员接受，应用也愈加广泛。第6页/共54页第六页，共54页。第7页/共54页第七页，共54页。第8页/共54页第八页，共54页。 Microwave Office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

4、。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。 该软件设有一个叫“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, 该软件采用的是一个叫“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。由于这里意在着重于电磁场分析，所以仅涉及“EMSight”模拟器。下面是它的具体功能： “EMSight”模拟器是一个完整的三维电磁场模拟程序包, 它可用于平面高频电路和天线结构的分析。模拟器分析的电路都安装在一个矩形的金属包装盒内

5、, 对于电路的层数和端口数并没有限制。它还具有显示微波平面电路内金属上电流和空间电场力线的能力。“EMSight”模拟器可以对微波平面电路进行许多种类的计算, (在该软件中称计算为测量)。 除了可以计算电路的阻抗参量,导纳参量,散射参量,传输参量, 混合参量之外, 对于线性电路,它能计算辅助稳定因子,输入电容,群延迟, 偶/奇模传输常数/阻抗/导纳, 电压驻波比, 端口输入阻抗/导纳, 增益等。具有计算各种线/圆极化微带天线的电场方向图和功率(gngl)方向图的能力, 在计算天线时矩形的金属包装盒边界可以改变, 顶部和底部可以改为自由空间阻抗,而侧壁可以拉远。在“EMSight”模拟器内也设有

6、一个元件库, 其特点是列入了大量的微带元件的资料如各种弯头, 开路线, 短截线, 耦合器, 阶梯, T形接头等。 还包括了许多传输线的资料。第9页/共54页第九页，共54页。第10页/共54页第十页，共54页。 Designer 可以精确快速仿真超大电尺寸结构的电磁场问题! SVD快速求解器 低内存需求 模型结构可以自由创建或直接输入 友好的用户图形界面 直接输入DXF, IGES以及其它MCAD结构设计的几何模型 通过Ansoft Links还可读入Cadence、Zuken、Synopsys、Mentor Graphics 等EDA软件所设计的数据信息(xnx) 全参数化 按需求解 Des

7、igner可以由用户来决定不同单元部分用不同的求解器来求解。 协同仿真 Designer可以无缝集成电路、系统及电磁场仿真 场型图多种图型显示功能 2D/3D 直角坐标, 极坐标显示等 场型图 3D 场型, 源激励编辑, 辐射图,增益等第11页/共54页第十一页，共54页。Ansoft Designer Ansoft Designer 界面界面(jimin)(jimin)第12页/共54页第十二页，共54页。第13页/共54页第十三页，共54页。第14页/共54页第十四页，共54页。第15页/共54页第十五页，共54页。第16页/共54页第十六页，共54页。第17页/共54页第十七页，共54页

8、。第18页/共54页第十八页，共54页。第19页/共54页第十九页，共54页。第20页/共54页第二十页，共54页。第21页/共54页第二十一页，共54页。第22页/共54页第二十二页，共54页。第23页/共54页第二十三页，共54页。第24页/共54页第二十四页，共54页。第25页/共54页第二十五页，共54页。第26页/共54页第二十六页，共54页。第27页/共54页第二十七页，共54页。第28页/共54页第二十八页，共54页。第29页/共54页第二十九页，共54页。第30页/共54页第三十页，共54页。第31页/共54页第三十一页，共54页。注： 只有HFSS 8.0、HFSS8.5需要

9、提供外部优化器。HFSS 5.0、7.0和9.0以后(yhu)的版本身带有优化器。第32页/共54页第三十二页，共54页。第33页/共54页第三十三页，共54页。提供Ansoft电路分析软件和场分析软件之间的关联(gunlin)。提供Ansoft电路分析软件和场分析软件与第三方软件的关联(gunlin)最新版本的HFSS减少了对此软件的依赖。第34页/共54页第三十四页，共54页。第35页/共54页第三十五页，共54页。第36页/共54页第三十六页，共54页。第37页/共54页第三十七页，共54页。第38页/共54页第三十八页，共54页。第39页/共54页第三十九页，共54页。第40页/共54

10、页第四十页，共54页。第41页/共54页第四十一页，共54页。第42页/共54页第四十二页，共54页。第43页/共54页第四十三页，共54页。第44页/共54页第四十四页，共54页。第45页/共54页第四十五页，共54页。第46页/共54页第四十六页，共54页。第47页/共54页第四十七页，共54页。第48页/共54页第四十八页，共54页。厂商厂商名称名称主要性能主要性能计算方法计算方法AgilentADS线性/非线性电路仿真；数字电路仿真；信号系统分析、仿真。模拟算法Momentum2.5D平面电路高频电磁场仿真矩量法（MoM）AnsoftHFSS3D高频电磁场仿真有限元法（FEM）Desi

11、gner线性/非线性电路仿真；2.5D平面电路高频电磁场仿真；信号系统分析、仿真。矩量法（MoM）Ensemble2.5D平面电路高频电磁场仿真矩量法（MoM）SerenadeSymphony信号系统分析、仿真。模拟算法Harmonica线性/非线性电路仿真；2.5D平面电路高频电磁场仿真矩量法（MoM）SPICE Link高级信号与系统仿真；模拟算法Schematic Capture驱动系统仿真；提取等效电路。模拟算法Optimatrics参数分析、优化和灵敏度分析有限差分法（FDM）第49页/共54页第四十九页，共54页。厂商厂商名称名称主要性能主要性能计算方法计算方法CSTMafia低频

12、电场和磁场仿真；3D高频电磁场仿真；系统热力学仿真；带电粒子运动仿真。有限积分技术有限积分技术（FIT）Microwave Studio3D高频电磁场仿真有限积分技术有限积分技术（FIT）EM Studio3D静电场、横磁场和低频电磁场仿真Design Studio2.5D平面电路高频电磁场仿真；解析算法解析算法AWRMW Office线性/非线性电路；2.5D平面电路高频电磁场仿真。矩量法（矩量法（MoM）IMST GmbHEMPIRE3D高频电磁场仿真时域有限差分法时域有限差分法（FDTD）ZelandIE3D2.5D平面电路高频电磁场仿真。矩量法（矩量法（MoM）Fidelity3D高频

13、电磁场仿真时域有限差分法时域有限差分法（FDTD）SonnetEM2.5D平面电路高频电磁场仿真矩量法（矩量法（MoM）第50页/共54页第五十页，共54页。厂商厂商名称名称主要性能主要性能计算方法计算方法ANSYSANSYS结构静力分析结构动力分析线性及非线性屈曲分析 断裂力学分析 高度非线性瞬态动力分析 热分析 流体动力学 3D高频电磁场分析有限元法（有限元法（FEM）Remcom Inc. XFDTD3D高频电磁场仿真，长于手机天线和SAR计算时域有限差分法时域有限差分法（FDTD）EM Software & Systems-S.A. (Pty) LtdWinFEKO3D高频电磁场仿真,大尺度天线和散射问题分析计算。矩量法（矩量法（MoM）物理光学法物理光学法