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ADS、HFSS、CST 優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍

作者: 時(shí)間:2014-02-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

射頻工程師初學(xué)者常會問:我應(yīng)該學(xué)習(xí)那種仿真工具呢?從哪個(gè)入手更簡單一點(diǎn)兒?我想這個(gè)不能用學(xué)習(xí)的難易程度來決定學(xué)習(xí)哪一個(gè),而是應(yīng)該根據(jù)自己的專業(yè)領(lǐng)域和正在研究的項(xiàng)目內(nèi)容來決定。下面綜合工程師的建議總結(jié)一下,希望對大家有所幫助。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/259572.htm

一、比較:
1、主要用來仿真電路(比如:微波射頻電路、RFIC、通信電路),主要用來仿真器件(比如:濾波器、天線等等);
1、先說大的方向,如果你做電路,建議。如果天線、微波無源器件等建議。
2、從仿真結(jié)果來看,HFSS是計(jì)算電硫場結(jié)果一般是可靠的,ADS是計(jì)算電路或者兩維半電磁場可以參考。
3、從電磁場性質(zhì)來看,ADS不能仿三維電磁場,適用于微波高速電路的設(shè)計(jì),對于這種平面電路的電磁場仿真一般都是2.5維的,HFSS適用于三維電磁場分析;
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、 與 HFSS比較:
1、是基于FDID(時(shí)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(jié)果,因?yàn)橹恍枰斎胍粋€(gè)時(shí)域脈沖就可以覆蓋寬頻帶。
HFSS是基于FEM(有限元法)電磁場求解算法的仿真器,適合仿真三維復(fù)雜結(jié)果,但是電長度較小。
建議是,在VHF的UWB使用CST設(shè)計(jì)優(yōu)化天線,然后再到HFSS中去細(xì)化和確認(rèn)。
2、從運(yùn)行速度比較:CST速度要快,HFSS就差強(qiáng)人意了,CST資源利用要高,HFSS太耗資源了,而且HFSS有點(diǎn)傷硬盤,它有太多的臨時(shí)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;
5、HFSS 是閉場比較準(zhǔn),而CST 開場比較準(zhǔn)
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(jié)合電路進(jìn)行系統(tǒng)仿真的話,將ADS和CST結(jié)合起來進(jìn)行。


三、綜合比較


CST是基于FDID電磁場求解算法的仿真器,適合仿真寬帶頻譜結(jié)果,因?yàn)橹恍枰斎胍粋€(gè)時(shí)域脈沖就可以覆蓋寬頻帶。

HFSS是基于FEM(有限元法)電磁場求解算法的仿真器,適合仿真三維復(fù)雜結(jié)果,但是電長度較小。

ADS內(nèi)含momentum (基于第三種經(jīng)典算法-矩量法),是一種對第三維度進(jìn)行簡化的電磁場仿真器,非常適合仿真第三維度上均勻變化的結(jié)構(gòu),例如 電路多層板,如PCB,陶瓷等電路板,常見無源電路,如濾波器等結(jié)構(gòu)。仿真速度極快,同時(shí)保證和HFSS相同的精度。因此作為板級和IC級電路設(shè)計(jì) 師,ADS momentum是最好的仿真工具,其效率遠(yuǎn)炒股HFSS和CST。但是如果要仿真天線,鍵合線等第三維度上非均勻延展的結(jié)構(gòu),就需要全波三維求解器。

安捷倫推出了其基于有限元算法的電磁場仿真器--EMDS,并且和嵌入到ADS中,使用后感覺非常好,完全解決了業(yè)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(jīng)不再是有限元的唯一選擇了。

安捷倫同時(shí)也推出了基于有限時(shí)域差分法的工具AMDS,可以做天線仿真,因?yàn)槁犝f是收購來的,所以技術(shù)也非常成熟,同時(shí)聽說也能跟ADS連接,我拿了一個(gè)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,對于三維電磁場來說,沒有最好的工具,只有用戶根據(jù)實(shí)際需要做的東西去選擇一個(gè)最合適自己的工具,那才是最好的工具。

綜述:
1、混合集成電路設(shè)計(jì),PCB板級設(shè)計(jì),無源板級器件設(shè)計(jì),RFIC/MMIC設(shè)計(jì):ADS+momentum;
2、天線設(shè)計(jì):首推 Agilent AMDS ,CAD導(dǎo)入,建模很方便,CST備選;
3、微波腔體,衰減器,微波轉(zhuǎn)接頭,波導(dǎo)濾波器等設(shè)計(jì):Agilent EMDS or HFSS,有限元法的最佳發(fā)揮場所;

永遠(yuǎn)沒有最佳的三維電磁場工具,只有針對你自己的產(chǎn)品的最佳工具, 深刻了解工具的原理,深刻了解自己所開發(fā)產(chǎn)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(dāng)你家的電器上用的是一字螺絲的時(shí)候,哪怕十字螺絲刀是用鉆石做的都沒用
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