没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
ie3d实验指导书,电磁专业仿真,计算,电磁场与电磁波,天线
资源推荐
资源详情
资源评论
6.5 IE3D 软件简介
经过二十多年的发展,矩量法已经发展成熟,市场上也出现了多种以矩量法为核心算法
的大型商用软件包,IE3D 就是其中的优秀代表之一。IE3D 是美国 Zeland 公司开发的一种
矩量法电磁计算引擎
[5]
,它与其它几个辅助软件(图形编辑软件、参数显示软件等)组合成
一个以矩量法为内核算法的系列软件包,一般习惯上将这个软件包简称为“IE3D 软件”。按
照“IE3D”字头缩写的意思,其中文名应该是“三维(3D)积分方程组(Integral Equations,
IE)求解器”。IE3D 的基本算法是基于积分方程的频域矩量法,通过采用离散复镜像法求解
多层介质格林函数、迭代法求解矩阵方程,大大提高计算的效率和精度;该软件对多层介质、
金属混合结构平面电路的分析特别有效,已被广泛用于各种平面电路与单片微波集成电路
(MMIC)设计、高速电路封装互连(package & interconnection)的参数提取、平面微波电
路不连续性(discontinuity)分析、微带与印刷天线设计等领域中。经过十多年来的升级,
IE3D 软件已经有了很多改进,成为最常见的、简单易学、高效准确的平面微波电路和天线
仿真工具之一,并早在 20 世纪 90 年代初期就被列为行内标准的平面微波电路分析工具。
IE3D 是一个商用软件,每隔一段时间都有新的版本发布。至 2008 年 2 月份,已发布至 IE3D14
版本。用户既可以购买正版的软件,也可以向 Zeland 公司申请免费的试用版软件,其有效
试用期为 30-45 天。
Zeland 公司的矩量法系列软件主要包括以下几个工具包:图形编辑器 MGrid、矩量法电
磁计算引擎 IE3D、电路参数显示编辑器 Modua、方向图与远场特性显示器 PatternView。在
IE3D9.0 及之前的低版本,表面电流的分布和方向图计算由电流分布显示器 Curview 完成。
Zeland 软件管理器的启动界面如图 6.15 所示:
图 6.15 Zeland 软件管理器
从图 6.15 可见,Zeland 公司的软件系列较多,IE3D 软件包只是其中的一个。在启动界
面下选择 IE3D 菜单,可以发现该菜单下有多个功能选项,如图 6.16 所示:
图 6.16 IE3D 主菜单
IE3D 菜单下的功能软件包括图形编辑器 MGrid、S 参数显示与仿真器 Modua、电流分
布显示器 Curview、远场特性显示器 Pattern View 等。对于基本的用户,一般情况下用得比
较多的是前面四个软件。在 IE3D9.0 以上版本,电流分布显示器 Curview 的功能已经被集成
到 MGrid 软件中而不必再单独运行。
MGrid 软件是绘制电路图形、进行计算仿真的主程序,其界面如图 6.17 所示。用户在
MGrid 界面下可以绘制各种平面或立体结构,完成图形的编辑后即可设定激励端口和剖分方
案,然后选择计算功能,软件就会自动调用 IE3D 电磁计算引擎对用户输入的电路图形进行
数值分析。
图 6.17 MGrid 软件界面
MGrid 软件可以为用户提供各种常用电路图形和结构绘制的宏模块,方便各种二维和三
维图形的直接建模,目前能直接调用的图形包括:矩(方)形、圆形、圆环、环形弧、空心
金属管、球体、螺旋线、弯曲接头、T 接头、Y 接头、阶梯阻抗变换器等,此外还可以方便
地在实现图形镂空、过孔连接、探针馈电、端口设置等功能。对于一般的微波电路和天线,
特别是平面结构的印刷电路和集成电路,IE3D 软件的图形建模功能是足够强大的,使用起
来也相对简单、方便。
但是,IE3D 软件的功能毕竟是主要面向平面电路分析的,一般情况下对金属波导、同
轴线等立体部件的建模就显得稍微困难一些,不如其它商用电磁软件灵活和方便。然而到了
2008 年 2 月份,随着最新 14 版本 IE3D 软件的发布和图形模块编辑功能的增强,这个困难
可望在未来逐步得到解决。此外,自 IE3D10.0 以上版本开始,软件开始具备分析有限大介
质的功能,与过去长期采用“横向介质为无限大”的假设相比,有限大介质的建模能更加接
近实际情况,计算的精度也有所增加。对于介电常数不太高的电路和天线,经过实践表明,
在分析功能改进的情况下,计算效率、精度并未下降,操作也如同过去一样的简捷,可见
IE3D 具有非常明显的优点。
用 MGrid 完成建模、激励和计算后,算出的电路参数(S 参数、Y 参数、Z 参数)将在
电路参数仿真与显示器 Modua 中显示,如图 6.18 所示:
图 6.18 Modua 软件的界面
在 Modua 界面下,用户可以自由选择 Control 菜单下的 Define display graph、Define
display data 等选项,观察不同格式的 S 参数、Y 参数、Z 参数(图 6.19)。还可以选择 Define
display Smith Chart 选项,观察 Smith 圆图格式的 S 参数(图 6.20)。
图 6.19 Modua 界面显示各种格式的电路参数
图 6.20 Modua 界面显示 Smith 圆图
如果需要将集中参数元件与电路图一起进行仿真,则可以在 Control 菜单下选择 Display
Toggle 选项,这样软件就会把算得的参数等效为一个电路网络。把电路网络中需要连接集中
参数的端口去掉,在 Element 菜单下即可选择添加各种电阻、电容、电感器件,实现集中参
数元件与电路图的混合仿真(图 6.21)。详细的操作功能可以参见 Zeland 软件用户手册
[5]
。
从上述功能可见,IE3D 软件包不仅具有很强的数值计算功能,还具有灵活的原理图仿真功
能。将两种功能结合起来,就能实现集中参数元件加载的复杂电路仿真。
图 6.21 Modua 界面下进行集中参数元件的添加与仿真
除了电路参数以外,对天线设计更为重要的内容包括表面电流分布和远区辐射特性参
数。电流分布情况可以借助 MGrid 软件直接打开后缀名为“*.cur”的文件来观察(图 6.22):
剩余19页未读,继续阅读
资源评论
liyy1234
- 粉丝: 0
- 资源: 3
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功