1. 引言
从八十年代开始,国际上微波威廉希尔官方网站
技术已经从传统的波导及同轴线元器件和系统转移到采用微波平面威廉希尔官方网站
(又称微波集成威廉希尔官方网站
或微波印刷威廉希尔官方网站
), 其特点是把威廉希尔官方网站
印制在介质基片平面上。 体积,重量和成本都大大减小。 除了微带,共面波导,槽线,悬置线等无源威廉希尔官方网站
以外, 微波半导体器件也可以集成在平面威廉希尔官方网站
上, 构成混合微波集成威廉希尔官方网站
。目前除了某些大功率和高极化纯度的场合,微波平面威廉希尔官方网站
已经几乎取代了在通信,电子战,雷达和武器系统中的各种常规形式的微波威廉希尔官方网站
。
然而设计微波平面威廉希尔官方网站
一直是一项困难的工作。 近年来设计工作变得更为复杂: 对威廉希尔官方网站
的指标要求越来越高, 威廉希尔官方网站
的功能越来越多, 威廉希尔官方网站
的尺寸要求越做越小, 而设计周期却越来越短。 为了应付这一挑战, 美国加州的Applied Wave Research公司花费了十年时间研究出一种叫做“Microwave Office”(微波办公室)的软件, 据称这种软件为微波平面威廉希尔官方网站
设计提供了最完整, 最快速和最精确的解答。 这种软件可以在Windows 95/98/NT操作系统下工作, 采用了面向对象的程序技术, 使用方便。 一个具有普通电脑操作水平和大学英语程度的微波工程师, 通常可以在三至四周时间内, 通过学习该软件提供的有关帮助文件, 掌握该软件最基本的使用技术。 然而, 要全面地掌握该软件的使用技术并不容易, 需要3~6个月或更多的时间。 该公司声称, 该软件价格不贵, 其目的是使各微波公司可以把它象工具一样安装在每个工程师的计算机桌面上。据笔者所知, 该公司索要的$30,000的价位对国内大多数用户来说并不轻松, 但因为允许在网络上复制和共享, 所以对计算机很多, 并且内部联网的大公司还是可以接受。 为了推广, AWR公司在它的因特网网址上提供了“ Microwave Office (2.5版本)” 软件的试用本, 通过下载和索取密码, 可以得到一个月的免费试用权。也可以向该公司在中国的代理商史泰普电子公司申请试用或购买。
该软件目前在国际上已有一定的著名度, 例如英国有名的Queen's大学高频研究组, 在它的因特网网页上介绍该校的高频电子学CAD设备时, 把"Microwave Office"和"HP-ADS","HP-MDS","HP-HFSS", "Sonnet", "Mathcad", "Matlab" 等软件并列为最有用的CAD计算软件。
2. 软件的功能和两个模拟器
众所周知,微波工程问题通常可以通过威廉希尔官方网站
的方法或者场的方法来加以研究。 “Microwave Office”软件是通过两个模拟器来对微波平面威廉希尔官方网站
进行模拟和仿真的。 对于由集总元件构成的威廉希尔官方网站
, 用威廉希尔官方网站
的方法来处理较为简便。该软件设有一个叫”VoltaireXL”的模拟器来处理集总元件构成的微波平面威廉希尔官方网站
问题。而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面威廉希尔官方网站
则采用场的方法较为有效, 该软件采用的是一个叫”EMSight”的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。
”VoltaireXL”模拟器实质上是一个威力强大的谐波平衡和Volterra模拟引擎,它采用单频和多频谐波平衡Volterra级数来进行非线性威廉希尔官方网站
的模拟, 混频器分析, 高速线性威廉希尔官方网站
分析,高速噪声分析。它处理难度较大的微波威廉希尔官方网站
问题的速度和精度优于其它品种的模拟器。实际上Volterra级数分析法要比普通的多频谐波平衡法快10~100倍, 是分析近线性威廉希尔官方网站
的交调的最快方法。据称它是近十年来出现的最激动人心的威廉希尔官方网站
模拟器。 模拟器内设一个元件库, 在建立威廉希尔官方网站
模型时, 可以很方便地调出微波威廉希尔官方网站
所用的一切元件,其中无源器件有电感,电阻,电容, 谐振威廉希尔官方网站
, 微带线, 带状线, 同轴线等等, 非线性器件有双极晶体管, 场效应晶体管,二极管等等。 特别是该元件库收集了国际上三十余家家著名公司的微波有源器件和参数, 对于威廉希尔官方网站
设计和计算非常有用。
值得提出的是”VoltaireXL”模拟器具有实时调谐功能。 在设计计算中, 经常需要调整威廉希尔官方网站
的某些元件的参数, 以求获得最佳性能。这个模拟器与其它软件不同之处在于它调整威廉希尔官方网站
元件的参数并不需要重新从头开始计算, 而是打开一个叫做“可变调谐器” 的视窗, 选择需调谐的元件的名称, 参数调谐的范围。 通过移动视窗上的滑杆, 就可以使参数值从最小变化到最大。模拟器的图表视窗就马上把参数的变化对于整个威廉希尔官方网站
性能的影响表现出来。 这一优点是因为模拟器采用了一种叫做“增量计算”的先进分析技术, 避免了软件的许多重复计算。
”EMSight”模拟器是一个完整的三维电磁场模拟程序包, 它可用于平面高频威廉希尔官方网站
和天线结构的分析。方法的特点是把一种威力强大的修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面(GUI)技术结合起来。该模拟器可以精确地确定平面结构的等效多端口网络散射参量。 ”EMSight”模拟器除了能进行常用的点频逐点计算之外, 还安装了快速扫频(FFS)算法。 所以这种模拟器计算三维电磁场的精度与其它在工业上常用的方法相同, 而计算速度却快得多。它可以分析下列威廉希尔官方网站
的电气特性: 射频集成威廉希尔官方网站
(RFIC), 微波单片集成威廉希尔官方网站
(MMIC), 微带贴片天线和高速印制威廉希尔官方网站
(PCB)。
”EMSight”模拟器分析的威廉希尔官方网站
都安装在一个矩形的金属包装盒内, 对于威廉希尔官方网站
的层数和端口数并没有限制。分析时模拟器自动地对所计算的对象进行分割, 在电流密度变化大的地方, 网格分得细, 即单元尺寸取得小。 而在电流密度变化小的地方, 单元尺寸取得大。 用户也可以根据需要自行调节网格密度。
”EMSight”模拟器还具有显示微波平面威廉希尔官方网站
内金属上电流和空间电场力线的能力。 电流或电场均可以以三维或二维的形式来显示, 箭头表示电流的流向或电场的指向, 而力线颜色的深浅表示电流或电场的强弱。
”EMSight”模拟器可以对微波平面威廉希尔官方网站
进行许多种类的计算, (在该软件中称计算为测量)。除了可以计算威廉希尔官方网站
的阻抗参量,导纳参量,散射参量,传输参量, 混合参量之外, 对于线性威廉希尔官方网站
,它能计算辅助稳定因子,输入电容,群延迟, 偶/奇模传输常数/阻抗/导纳, 电压驻波比, 端口输入阻抗/导纳, 增益等。
”EMSight”模拟器具有计算各种线/圆极化微带天线的电场方向图和功率方向图的能力, 在计算天线时矩形的金属包装盒边界可以改变, 顶部和底部可以改为自由空间阻抗,而侧壁可以拉远。 方向图可以用直角坐标或极坐标显示, 用线性显示或对数显示。
在”EMSight”模拟器内也设有一个元件库, 其特点是列入了大量的微带元件的资料如各种弯头, 开路线, 短截线, 耦合器, 阶梯, T形接头等。 还包括了许多传输线的资料。
安装“Microwave Office”软件对于计算机的硬件的基本要求是: 主频200+MHz奔腾II中央处理器(或等效的微处理机系统), 128 MB RAM内存, Windows 95,Windows 98 或Windows NT操作系统。 对于复杂的电磁结构和威廉希尔官方网站
则推荐使用256 MB 以上内存的工作站。
1. 引言
从八十年代开始,国际上微波威廉希尔官方网站
技术已经从传统的波导及同轴线元器件和系统转移到采用微波平面威廉希尔官方网站
(又称微波集成威廉希尔官方网站
或微波印刷威廉希尔官方网站
), 其特点是把威廉希尔官方网站
印制在介质基片平面上。 体积,重量和成本都大大减小。 除了微带,共面波导,槽线,悬置线等无源威廉希尔官方网站
以外, 微波半导体器件也可以集成在平面威廉希尔官方网站
上, 构成混合微波集成威廉希尔官方网站
。目前除了某些大功率和高极化纯度的场合,微波平面威廉希尔官方网站
已经几乎取代了在通信,电子战,雷达和武器系统中的各种常规形式的微波威廉希尔官方网站
。
然而设计微波平面威廉希尔官方网站
一直是一项困难的工作。 近年来设计工作变得更为复杂: 对威廉希尔官方网站
的指标要求越来越高, 威廉希尔官方网站
的功能越来越多, 威廉希尔官方网站
的尺寸要求越做越小, 而设计周期却越来越短。 为了应付这一挑战, 美国加州的Applied Wave Research公司花费了十年时间研究出一种叫做“Microwave Office”(微波办公室)的软件, 据称这种软件为微波平面威廉希尔官方网站
设计提供了最完整, 最快速和最精确的解答。 这种软件可以在Windows 95/98/NT操作系统下工作, 采用了面向对象的程序技术, 使用方便。 一个具有普通电脑操作水平和大学英语程度的微波工程师, 通常可以在三至四周时间内, 通过学习该软件提供的有关帮助文件, 掌握该软件最基本的使用技术。 然而, 要全面地掌握该软件的使用技术并不容易, 需要3~6个月或更多的时间。 该公司声称, 该软件价格不贵, 其目的是使各微波公司可以把它象工具一样安装在每个工程师的计算机桌面上。据笔者所知, 该公司索要的$30,000的价位对国内大多数用户来说并不轻松, 但因为允许在网络上复制和共享, 所以对计算机很多, 并且内部联网的大公司还是可以接受。 为了推广, AWR公司在它的因特网网址上提供了“ Microwave Office (2.5版本)” 软件的试用本, 通过下载和索取密码, 可以得到一个月的免费试用权。也可以向该公司在中国的代理商史泰普电子公司申请试用或购买。
该软件目前在国际上已有一定的著名度, 例如英国有名的Queen's大学高频研究组, 在它的因特网网页上介绍该校的高频电子学CAD设备时, 把"Microwave Office"和"HP-ADS","HP-MDS","HP-HFSS", "Sonnet", "Mathcad", "Matlab" 等软件并列为最有用的CAD计算软件。
2. 软件的功能和两个模拟器
众所周知,微波工程问题通常可以通过威廉希尔官方网站
的方法或者场的方法来加以研究。 “Microwave Office”软件是通过两个模拟器来对微波平面威廉希尔官方网站
进行模拟和仿真的。 对于由集总元件构成的威廉希尔官方网站
, 用威廉希尔官方网站
的方法来处理较为简便。该软件设有一个叫”VoltaireXL”的模拟器来处理集总元件构成的微波平面威廉希尔官方网站
问题。而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面威廉希尔官方网站
则采用场的方法较为有效, 该软件采用的是一个叫”EMSight”的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。
”VoltaireXL”模拟器实质上是一个威力强大的谐波平衡和Volterra模拟引擎,它采用单频和多频谐波平衡Volterra级数来进行非线性威廉希尔官方网站
的模拟, 混频器分析, 高速线性威廉希尔官方网站
分析,高速噪声分析。它处理难度较大的微波威廉希尔官方网站
问题的速度和精度优于其它品种的模拟器。实际上Volterra级数分析法要比普通的多频谐波平衡法快10~100倍, 是分析近线性威廉希尔官方网站
的交调的最快方法。据称它是近十年来出现的最激动人心的威廉希尔官方网站
模拟器。 模拟器内设一个元件库, 在建立威廉希尔官方网站
模型时, 可以很方便地调出微波威廉希尔官方网站
所用的一切元件,其中无源器件有电感,电阻,电容, 谐振威廉希尔官方网站
, 微带线, 带状线, 同轴线等等, 非线性器件有双极晶体管, 场效应晶体管,二极管等等。 特别是该元件库收集了国际上三十余家家著名公司的微波有源器件和参数, 对于威廉希尔官方网站
设计和计算非常有用。
值得提出的是”VoltaireXL”模拟器具有实时调谐功能。 在设计计算中, 经常需要调整威廉希尔官方网站
的某些元件的参数, 以求获得最佳性能。这个模拟器与其它软件不同之处在于它调整威廉希尔官方网站
元件的参数并不需要重新从头开始计算, 而是打开一个叫做“可变调谐器” 的视窗, 选择需调谐的元件的名称, 参数调谐的范围。 通过移动视窗上的滑杆, 就可以使参数值从最小变化到最大。模拟器的图表视窗就马上把参数的变化对于整个威廉希尔官方网站
性能的影响表现出来。 这一优点是因为模拟器采用了一种叫做“增量计算”的先进分析技术, 避免了软件的许多重复计算。
”EMSight”模拟器是一个完整的三维电磁场模拟程序包, 它可用于平面高频威廉希尔官方网站
和天线结构的分析。方法的特点是把一种威力强大的修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面(GUI)技术结合起来。该模拟器可以精确地确定平面结构的等效多端口网络散射参量。 ”EMSight”模拟器除了能进行常用的点频逐点计算之外, 还安装了快速扫频(FFS)算法。 所以这种模拟器计算三维电磁场的精度与其它在工业上常用的方法相同, 而计算速度却快得多。它可以分析下列威廉希尔官方网站
的电气特性: 射频集成威廉希尔官方网站
(RFIC), 微波单片集成威廉希尔官方网站
(MMIC), 微带贴片天线和高速印制威廉希尔官方网站
(PCB)。
”EMSight”模拟器分析的威廉希尔官方网站
都安装在一个矩形的金属包装盒内, 对于威廉希尔官方网站
的层数和端口数并没有限制。分析时模拟器自动地对所计算的对象进行分割, 在电流密度变化大的地方, 网格分得细, 即单元尺寸取得小。 而在电流密度变化小的地方, 单元尺寸取得大。 用户也可以根据需要自行调节网格密度。
”EMSight”模拟器还具有显示微波平面威廉希尔官方网站
内金属上电流和空间电场力线的能力。 电流或电场均可以以三维或二维的形式来显示, 箭头表示电流的流向或电场的指向, 而力线颜色的深浅表示电流或电场的强弱。
”EMSight”模拟器可以对微波平面威廉希尔官方网站
进行许多种类的计算, (在该软件中称计算为测量)。除了可以计算威廉希尔官方网站
的阻抗参量,导纳参量,散射参量,传输参量, 混合参量之外, 对于线性威廉希尔官方网站
,它能计算辅助稳定因子,输入电容,群延迟, 偶/奇模传输常数/阻抗/导纳, 电压驻波比, 端口输入阻抗/导纳, 增益等。
”EMSight”模拟器具有计算各种线/圆极化微带天线的电场方向图和功率方向图的能力, 在计算天线时矩形的金属包装盒边界可以改变, 顶部和底部可以改为自由空间阻抗,而侧壁可以拉远。 方向图可以用直角坐标或极坐标显示, 用线性显示或对数显示。
在”EMSight”模拟器内也设有一个元件库, 其特点是列入了大量的微带元件的资料如各种弯头, 开路线, 短截线, 耦合器, 阶梯, T形接头等。 还包括了许多传输线的资料。
安装“Microwave Office”软件对于计算机的硬件的基本要求是: 主频200+MHz奔腾II中央处理器(或等效的微处理机系统), 128 MB RAM内存, Windows 95,Windows 98 或Windows NT操作系统。 对于复杂的电磁结构和威廉希尔官方网站
则推荐使用256 MB 以上内存的工作站。
举报