最近很多工程師在問3D電磁仿真軟件如何選擇,我應該學習那種仿真工具呢?從哪個入手更簡單一點兒?我應該學習那種仿真工具呢?從哪個入手更簡單一點兒?我想這個不能用學習的難易程度來決定學習哪一個,而是應該根據自己的專業領域和正在研究的項目內容來決定。下面綜合工程師的建議總結一下,希望對大家有所幫助。
有不同觀點是因為ADS、HFSS和CST都有出各自的新的軟件版本,在很多方面都有所提升,ADS的變化應該是最大的,加入了很多方便的元素在軟件中,HFSS也早就集成到了Ansys中,CST很多人可能稍微陌生一些。
就如我們常說的一樣,軟件其實就是一個工具,用熟了、習慣了就好。
一、HFSS 與 ADS比較
ADS主要用來仿真電路(比如:微波射頻電路、RFIC、通信電路),HFSS主要用來仿真器件(比如:濾波器、天線等等);
1、先說大的方向,如果你做,建議ADS。如果天線、微波無源器件等建議HFSS或CST。
2、從仿真結果來看,HFSS是計算電硫場結果一般是可靠的,ADS是計算電路或者兩維半電磁場可以參考。
3、從電磁場性質來看,ADS不能仿三維電磁場,適用於微波高速電路的設計,對於這種平面電路的電磁場仿真一般都是2.5維的,HFSS適用於三維電磁場分析;
4、從微波器件有源無源性來說,HFSS不能仿有源器件,但是ADS可以仿真有源器件;
二、CST 與 HFSS比較
1、CST是基於FDID(時域有限積分法)電磁場求解算法的仿真器,適合仿真寬帶頻譜結果,因為只需要輸入一個時域脈衝就可以覆蓋寬頻帶。
HFSS是基於FEM(有限元法)電磁場求解算法的仿真器,適合仿真三維複雜結果,但是電長度較小。
建議是,在VHF的UWB使用CST設計優化天線,然後再到HFSS中去細化和確認。
2、從運行速度比較:CST速度要快,HFSS就差強人意了,CST資源利用要高,HFSS太耗資源了,而且HFSS有點傷硬盤,它有太多的臨時文件要存到硬盤上;
3、從仿真精度比較:CST精度不如HFSS,仿真電小物體HFSS更精確,CST對電大物體較好(hfss仿輻射器比較精確,cst仿濾波器比較好);
4、從仿真寬度比較:帶寬寬的話,cst比較方便。hfss仿寬帶需要分段,速度相對較慢;
6、CST的畫圖比ADS方便。和HFSS相比,感覺HFSS如果作天線方面的仿真還是還是比較好的。如果要結合電路進行系統仿真的話,將ADS和CST結合起來進行。
三、綜合比較:
CST是基於FDID電磁場求解算法的仿真器,適合仿真寬帶頻譜結果,因為只需要輸入一個時域脈衝就可以覆蓋寬頻帶。HFSS是基於FEM(有限元法)電磁場求解算法的仿真器,適合仿真三維複雜結果,但是電長度較小。
安捷倫推出了其基於有限元算法的電磁場仿真器--EMDS,並且和嵌入到ADS中,使用後感覺非常好,完全解決了業界最好的路仿真軟件ADS與全波三維電磁場仿真器之間的連接。Ansoft 的HFSS已經不再是有限元的唯一選擇了。
安捷倫同時也推出了基於有限時域差分法的工具AMDS,可以做天線仿真,因為聽說是收購來的,所以技術也非常成熟,同時聽說也能跟ADS連接,我拿了一個試用版用了一下,收購的東西果然是成熟啊,CST也不再是唯一選擇。
總之,對於三維電磁場來說,沒有最好的工具,只有用戶根據實際需要做的東西去選擇一個最合適自己的工具,那才是最好的工具。
綜上所述:
1、混合集成電路設計,PCB板級設計,無源板級器件設計,RFIC/MMIC設計:ADS+momentum;
2、天線設計:首推 Agilent AMDS ,CAD導入,建模很方便,CST備選;
3、微波腔體,衰減器,微波轉接頭,波導濾波器等設計:Agilent EMDS or HFSS,有限元法的最佳發揮場所;
總的來說,永遠沒有最佳的三維電磁場工具,只有針對你自己的產品的最佳工具,深刻了解工具的原理,深刻了解自己所開發產品的特性,是做好工作的第一步。
工具就象螺絲刀,十字螺絲刀跟一字螺絲刀本身沒法比較,但是當你家的電器上用的是一字螺絲的時候,哪怕十字螺絲刀是用鑽石做的都沒用。
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