介绍较流行的几种微波EDA软件的功能

文章摘要：介绍较流行的几种微波EDA软件的功能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微波电路设计的需要,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。EDA即Electronic Design Automation, 电子设计自动化；目前,国外各种商业化的微波EDA 软件工具不断涌现，微波射频领域主要的EDA 工具首推Agilent 公司的ADS 软件和Ansoft 公司的HFSS、Designer 软件，其次是比较小型的有Microwave Office,

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介绍较流行的几种微波EDA软件的功能

　　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微波电路设
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。EDA即Electronic Design Automation, 电子设计自动化；目前,国外各
种商业化的微波EDA 软件工具不断涌现，微波射频领域主要的EDA 工具首推Agilent 公
司的ADS 软件和Ansoft 公司的HFSS、Designer 软件，其次是比较小型的有Microwave
Office, Ansoft Serenade, CST, Zeland, XFDTD, Sonnet 等电路设计软件。下面将会
将会简要地介绍一下各个微波EDA 软件的功能特点和使用范围，以期大家有个总体的了
解。

　　微波EDA 仿真软件与电磁场的数值算法密切相关，在介绍微波EDA 软件之前先简要
的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell方程组之上
的，了解Maxwell方程是学习电磁场数值算法的基础；在频域，数值算法有：有限元法
( FEM -- Finite Element Method）、矩量法( MoM -- Method of Moments），差分法
( FDM -- Finite Difference Methods），边界元法( BEM -- ），和传输线法( TLM -
- Transmission-Line-matrix Method），在时域，数值算法有：时域有限差分法( FDT
D – Finite Difference Time Domain ），和有限积分法( FIT – Finite Integrati
on Technology ）。如果想进一步了解各种数值算法的具体实现，可以参阅以下几本书
籍：① Microwave Circuit Modeling Using Electromagnetic Field Simulation, ②
Numerical Techniques in Electromagnetics, ③ Electromagmetic Simunation Usi
ng the FDTD Method，④ Complex eletromagnetic problems and numerical Simulat
ion Approaches。

　　其中，使用矩量法( MoM ） 的微波EDA软件有ADS，Ansoft Designer，Microwave
Office, Zeland IE3D，Ansoft Esemble，Super NEC和FEKO；使用有限元法 ( FEM ）
的微波EDA软件有HFSS和ANSYS；使用时域有限差分法( FDTD ） 的微波EDA软件有 EMPI
RE和XFDTD，使用有限积分法( FIT ） 的微波EDA软件有CST Microwave Studio和CST M
afia。

    下面来介绍较流行几种的微波EDA软件的功能和应用。

　　ADS – Advanced Design System，是Agilent公司推出的微波电路和通信系统仿真
软件，是国内各大学和研究所使用最多的软件之一。其功能非常强大，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。主要应用于：射频和微波电路的设计，通
信系统的设计，DSP设计和向量仿真。现在最新的版本是ADS2005A。

　　Ansoft Designer，是Ansoft公司推出的微波电路和通信系统仿真软件；它采用了最
新的视窗技术，是第一个将高频电路系统,版图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环
境的设计工具，这种集成不是简单和界面集成,其关键是Ansoft Designer独有的"按需求
解"的技术,它使你能够根据需要选择求解器,从而实现对设计过程的完全控制。Ansoft
Designer实现了“所见即所得”的自动化版图功能，版图与原理图自动同步，大大提高
了版图设计效率。同时,Ansoft还能方便地与其他设计软件集成到一起，并可以和测试仪
器连接，完成各种设计任务，如频率合成器，锁相环，通信系统，雷达系统以及放大器
，混频器，滤波器，移相器，功率分配器，合成器和微带天线等。主要应用于：射频和
微波电路的设计，通信系统的设计，电路板和模块设计，部件设计。现在最新的版本是
Ansoft Designer 2.1。

    　Ansoft HFSS，是Ansoft公司推出的三维电磁仿真软件；是世界上第一个商业化的三
维结构电磁场仿真软件，业界公认的三维电磁场设计和分析的电子设计工业标准。HFSS

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