基于时域有限差分法FDTD的微波仿真软件

       FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式,得到关于场分量的有限差分式,针对不同的研究对象,可在不同的坐标系中建模,因而具有这几个优点,容易对复杂媒体建模,通过一次时域分析计算,借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应;能够实时在现场的空间分布,精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性;计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制,其网格空间不能无限制的增加,造成FDTD方法不能适用于较大尺寸,也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多,若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸,而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合,目前这种技术正蓬勃发展,如时域积分方程/FDTD方法,FDTD/MOM等。FDTD的应用范围也很广阔,诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等。目前所有FDTD的软件都是采用PML吸收边界条件。

基于时域有限差分的仿真软件包括:Zeland FIDELITY、IMST Empire和XFDTD等。

1 Zeland 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: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

2 IMST Empire 仿真软件

IMST Empire是非常优秀的高频电磁场套件,德国人的东西。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。获得欧洲多次仿真大赛的优胜,仿真题目是一个Vivalti天线,速度最快,又最准确。但是正如德国人的问题,好是好,但又有太过明显缺陷。建模法太复杂,学起来比较困难。软件最新版本为IMST Empire 4.12。

3 XFDTD 仿真软件

     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Engineous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。经常和很多测试SAR的硬件系统联系在一起,在加载人体电磁模型后可以计算SAR值。缺点是天线Pattern没有3D显示,只有2D截面。这个缺点已在新版本中改进。软件最新版本为XFDTD 6.0。

粽子糖果 发表于11-11 13:57 浏览65225次
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粽子糖果
粽子糖果(总统)
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