Системы проектирования СВЧ-устройств

Принципиально иной уровень сложности задач решают системы проектирования СВЧ - устройств. Как правило, для получения характеристик объемных структур требуется решение уравнений Максвелла, а для моделирования линейных и нелинейных СВЧ - схем привычных моделей и методов, используемых в алгоритме SPICE, недостаточно. Поэтому предлагаются специализированные продукты:

• Интегрированный пакет Microwave Office 200Х компании AWR;

• Система полного электромагнитного моделирования CST Microwave Studio компании CST;

• Система полного электромагнитного моделирования QuickWave-3D компании QWED;

• Система полного электромагнитного моделирования EMPIRE компании IMST;

Наиболее интегрированным из перечисленных является пакет Microwave Office 200Х, объединяющий модули анализа линейных и нелинейных схем, проектирования топологий, электромагнитного моделирования планарных многослойных структур, моделирования систем связи па уровне структурных схем. Нелинейный анализ выполняется методом гармонического баланса и рядов Вольтерра. Электромагнитное моделирование пленарных СВЧ-устройств выполняется методом моментов Галеркина. Редактор топологий представляет собой не просто графическую среду прорисовки топологий устройств, но и инструмент технологической подготовки к производству.

Все остальные продукты решают задачу полного трехмерного электромагнитного моделирования объемных СВЧ - устройств. Наилучший результат обеспечивают программы CST Microwave Studio немецкой компании CST и QuickWave-3D польской компании QWED (CONCERTO). Обе программы используют метод конечных разностей (FDTD), дополненный методом конфорных преобразовании. Основное отличие программ в степени завершенности пользовательского интерфейса: немецкий продукт является графической средой описания задачи, а польский продукт помимо прорисовки структуры требует от пользователя написания программного кода. Программы имеют средства оптимизации и обеспечивают лучшие результаты моделирования, чем одноименные продукты HFSS компаний Agilent и Ansoft.

Более дешевое решение предлагает компания IMST в продукте EMPIRE. Где используется классическая реализация метода FDTD, из-за чего для получения точных результатов для объемных структур произвольной формы, образованных криволинейными поверхностями, требуется большее время и вычислительные ресурсы. Здесь можно получать различные частотные характеристики СВЧ - устройств и диаграммы направленности антенн.