搜索CST、HFSS、ADS几款电磁仿真软件区别对比
2016-02-15 by:CAE仿真在线 来源:HFSS电磁仿真中心
目前用的比较多的电磁仿真软件包括CST、HFSS、ADS等,他们均为电磁仿真领域的软件,但各有各的特点:
1、CST是基于FDTD(时域有限积分法)电磁场求解算法的仿真器,适合仿真宽带频谱结果,因为只需要输入一个时域脉冲就可以覆盖宽频带。
2、HFSS是基于FEM(有限元法)电磁场求解算法的仿真器,适合仿真三维复杂结果,但是电长度较小。
3、ADS内含momentum (基于第三种经典算法-矩量法),是一种对第三维度进行简化的电磁场仿真器,非常适合仿真第三维度上均匀变化的结构,例如 电路多层板,如PCB,陶瓷等电路板,常见无源电路,如滤波器等结构。仿真速度极快,同时保证和HFSS相同的精度。因此作为板级和IC级电路设计师,ADS momentum是最好的仿真工具,其效率远超HFSS和CST。但是如果要仿真天线,键合线等第三维度上非均匀延展的结构,就需要全波三维求解器。
详细分析HFSS、ADS、CST各自优缺点及应用范围,看看你到底应该学习哪种仿真?
好多RF工程师初学者一直问:我应该学习那种仿真工具呢?从哪个入手更简单一点儿?
我想这个不能用学习的难易程度来决定学习哪一个,而是应该根据自己的专业领域和正在研究的项目内容来决定。
下面综合工程师的建议总结一下,希望对大家有所帮助。
一、HFSS 与 ADS比较:
1、ADS主要用来仿真电路(比如:微波射频电路、RFIC、通信电路),HFSS主要用来仿真器件(比如:滤波器、天线等等);
2、先说大的方向,如果你做,建议ADS。如果天线、微波无源器件等建议HFSS或CST。
3、从仿真结果来看,HFSS是计算电硫场结果一般是可靠的,ADS是计算电路或者两维半电磁场可以参考。
4、从电磁场性质来看,ADS不能仿三维电磁场,适用于微波高速电路的设计,对于这种平面电路的电磁场仿真一般都是2.5维的,HFSS适用于三维电磁场分析;
5、从微波器件有源无源性来说,HFSS不能仿有源器件,但是ADS可以仿真有源器件;
二、CST 与 HFSS比较:
与著名UG NX系列西门子CAE、CAD软件一样,CST也源自德国,CST股份公司(www.cst.com)是一家专注于三维电磁场仿真、并提供电路、热及结构应力协同仿真的国际化软件公司。CST目前是全球最大的纯电磁场仿真软件公司。提供完备的时域频域全波算法和高频算法,覆盖通信、国防、电子、电气、汽车、医疗和基础科学等领域,典型客户有:IBM、Intel、Cisco、Apple、 Microsoft、Boeing、Samsung、Siemens、HUAWEI、Ericsson、Airbus、NASA、Thales、Mercedes-Benz、BMW、Lenovo等。
CST公司拥有一个覆盖30多个国家和地区的分销网络。CST在近10年间以平均每年19%的增长率得以长足发展。先后并购了德国Simlab和英国上市公司Flomerics。形成了覆盖板级、机箱级、线缆级直至系统级的全线电磁兼容仿真能力。CST软件主要应用于电磁兼容、天线/RCS、高速互连SI、手机、核磁共振、真空管、粒子加速器、左手材料、光学以及高压输配电设备等。
1、CST是基于FDID(时域有限积分法)电磁场求解算法的仿真器,适合仿真宽带频谱结果,因为只需要输入一个时域脉冲就可以覆盖宽频带。
HFSS是基于FEM(有限元法)电磁场求解算法的仿真器,适合仿真三维复杂结果,但是电长度较小。
建议是,在VHF的UWB使用CST设计优化天线,然后再到HFSS中去细化和确认。
2、从运行速度比较:CST速度要快,HFSS由于需要划分网格,进行有限元求解比较慢;
3、从仿真精度比较:CST精度不如HFSS,仿真小物体HFSS更精确,CST对大物体较好(hfss仿辐射器比较精确,cst仿滤波器比较好);
4、从仿真宽度比较:带宽宽的话,cst比较方便。hfss仿宽带需要分段,速度相对较慢;
5、 HFSS 是闭场比较准,而CST 开场比较准
6、CST的画图方便,和HFSS相比,感觉HFSS如果作天线方面的仿真还是还是比较好的。如果要结合电路进行系统仿真的话,将ADS和CST结合起来进行比较好。
三、最后总结如下:
简单归纳如下:
1、混合集成电路设计,PCB板级设计,无源板级器件设计,RFIC/MMIC设计——建议用ADS
2.、 天线设计,首选HFSS,精确专业且成熟,CST也可考虑
3、微波腔体,衰减器,微波转接头,波导滤波 器等设计:HFSS ,有限元法的最佳发挥场所!
4、学习先理论后操作再实践,电磁仿真学习如果自己摸索需时较长,建议找个培训机构帮助学习,1周的电磁仿真培训胜过自己3年的摸索,还可以快速吸收别人多年的经验
这就是培训的价值所在,这方面你可以考虑我们仿真在线,其电磁仿真老师教学经验丰富,多来自前沿企业。
CST、HFSS、ADS这三个电磁仿真软件,各有各的优缺点,只有深刻了解工具的原理,深刻了解自己所开发产品的特性,才能做出正确的选择!
有人说过:
【工具就象螺丝刀,十字螺丝刀跟一字螺丝刀本身没法比较,但是当你家的电器上用的是一字螺丝的时候,哪怕十字螺丝刀是用钻石做的都没用】
我表示赞同。
但是,在实际工作当中,我们常常是面临比较苦逼的囧境:
在HFSS、ADS、CST之间轮流尝试,然后对比结果,所以最后你很可能由于工作需要,这三个软件甚至更多的电磁仿真软件会进入的工作范围。
但好彩在于,他们都大同小异,都基于相同的电磁原理,只是仿真的数学方法基本理论(算法)有差异而已。
而这些算法,对你只是黑箱子,你可以不去理它。
所以,面对复杂的情况,如果修理工只带了十字螺丝刀,那你可想见一定会在工作中常常碰壁!
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