微波仿真軟件有哪些？有哪些算法和原理

　　1．引言

　　微波系統(tǒng)的設計越來越復雜，對電路的指標要求越來越高，電路的功能越來越多，電路的尺寸要求越做越小，而設計周期卻越來越短。傳統(tǒng)的設計方法已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)設計的需要，使用微波EDA軟件工具進行微波元器件與微波系統(tǒng)的設計已經(jīng)成為微波電路設計的必然趨勢。隨著單片集成電路技術的不斷發(fā)展，GaAs、硅為基礎的微波、毫米波單片集成電路（MIMIC）和超高速單片集成電路（VHSIC）都面臨著一個嶄新的發(fā)展階段，電路的設計與工藝研制曰益復雜化，如何進一步提高電路性能、降低成本，縮短電路的研制周期，已經(jīng)成為電路設計的一個焦點，而EDA技術是設計的關鍵。EDA技術的范疇包括電子工程設計師進行產(chǎn)品開發(fā)的全過程，以及電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中期望由計算機提供的各種輔助功能。一方面EDA技術可為系統(tǒng)級、電路級和物理實現(xiàn)級三個層次上的輔助設計過程，另一方面EDA技術應包括電子線路從低頻到高頻，從線性到非線性，從模擬到數(shù)字，從分立電路到集成電路的全部設計過程［1-2］。隨著無線和有線設計向更高頻率的發(fā)展和電路復雜性的增加，對于高頻電磁場的仿真，由于忽略了高階傳播模式而引起仿真的誤差。另外，傳統(tǒng)模式等效電路分析方法的限制，與頻率相關電容、電感元件等效模型而引起的誤差。例如，在分析微帶線時，許多易于出錯的無源模式是由于微帶線或帶狀線的交叉、階梯、彎曲、開路、縫隙等等，在這種情況下是多模傳輸。為此，通常采用全波電磁仿真技術去分析電路結(jié)構，通過電路仿真得到準確的非連續(xù)模式S參數(shù)。這些EDA仿真軟件與電磁場的數(shù)值解法密切相關的，不同的仿真軟件是根據(jù)不同的數(shù)值分析方法來進行仿真的。通常，數(shù)值解法分為顯示和隱示算法，隱示算法（包括所有的頻域方法）隨著問題的增加，表現(xiàn)出強烈的非線性。顯示算法（例如 FDTD、FIT方法在處理問題時表現(xiàn)出合理的存儲容量和時間。本文根據(jù)電磁仿真工具所采用的數(shù)值解法進行分類，對常用的微波EDA仿真軟件進行論述。