隨著計算電磁學在工程應用領域影響力的不斷加深以及相關理論的不斷成熟，各種集成的商用電磁分析軟件越來越多。這些專業的電磁分析軟件大多集成了建模、數值分析以及結果顯示等相關功能模塊，使得操作者可以更加方便、直觀地進行天線設計、目標電磁特性分析等以往對專業性要求比較高的工作，大大降低了計算電磁學的研究門檻。有學者曾對市場上現有的各種電磁分析軟件作過總結，根據其采用的主要算法給出了如下的簡單分類[參考來源：射頻百花潭. 各種計算電磁學方法比較和仿真軟件. https://mp.weixin.qq. com ]：
（1）以矩量法為主的微波軟件有FEKO，ADS，Ansys Designer，Zeland IE3D， Sonnet，Microwave Office,，Ansys Esemble，Super NEC；
（2）以有限元法為主的微波軟件有HFSS和ANSYS；
（3）以時域有限差分法為主的微波軟件有EMPIRE和XFDTD；
（4）以有限積分法為主的微波軟件有CST Microwave Studio。
需要指出的是，上述的分類并非是固定的，隨著各種電磁分析軟件開發商的不斷更新維護，現有的電磁分析軟件往往不局限于一種算法，正向著多種算法相結合的趨勢發展。出于文章篇幅考慮，本文不再準備對上述介紹的各種軟件作進一步介紹，只針對目前行業內比較主流的三款軟件（FEKO，HFSS，CST）展開簡單介紹。
1.2.1.1 FEKO

圖1.1 FEKO軟件操作界面截圖
FEKO是EMSS公司旗下的一款強大的三維全波電磁仿真軟件，是世界上第一個把矩量法推向市場的商業軟件[ ]。FEKO的名稱來源于德語Feldberechnung bei Korpern mit beliebiger Oberflache（任意復雜電磁場計算）首字母的縮寫。
FEKO從嚴格的電磁積分方程出發，以矩量法為主要的數值求解方法，可應用于目標雷達散射截面（Radar Cross Section, RCS）計算、天線輻射特性分析、電子系統電磁兼容性分析等電磁場類問題的計算和分析。此外，該軟件還結合了多層快速多級子算法（Multi-level Fast Multipole Method, MLFMM）以及經典的高頻分析方法，如物理光學法（Physical Optics, PO）、一致性繞射理論（Uniform Theory of Diffraction, UTD）等，故而該軟件具備電大尺寸目標的分析能力。由于FEKO主要基于嚴格的積分方程，在分析開域問題（輻射/散射）時不需要建立吸收邊界條件，不會引起數值色散誤差，在分析電大尺寸問題時不會因目標尺寸的增加而增大數值誤差。另外，5.0版本以后的FEKO軟件還引入了有限元法，能夠更加精確地處理非均勻電介質的相關問題。
對于電小尺寸目標，FEKO通常采用完全的矩量法進行分析，以保證較高的計算精度；對于同時具備電小尺寸與電大尺寸的混合結構目標，FEKO既可以采用多層快速多極子法直接求解，又可以將問題進行分解，利用矩量法或多層快速多級子分析電小結構部分，用高頻方法分析電大結構部分，以實現高精度和高效率的完美結合。采用以上的處理思路，FEKO可以針對不同的問題選取不同的處理方法來進行快速精確的仿真分析，使得應用更加靈活，適用范圍更廣泛，突破了單一數值計算方法只能局限于某一類電磁問題的限制。
FEKO具有友好的輸入輸出接口以及良好的兼容性，能夠給用戶提供直觀、形象的目標三維模型以及目標的二維、三維電磁特性分布。其建模功能模塊提供了各種基本幾何模型的直接創建方法，支持模型幾何尺寸的全參數化輸入，還支持多種布爾操作以及拉伸、旋轉、扭曲、螺旋等操作，幾乎可以滿足任意結構、任意媒質類型模型的構建需求。并且，FEKO軟件還支持目前幾乎所有主流CAD軟件創建的模型導入，大大簡化了三維復雜模型的構建難度。此外，FEKO支持工程應用中多種常用激勵源的設置，如電流源、電壓源、平面波等，能夠滿足不同激勵條件下的電磁問題分析需求。FEKO的數據處理模塊能夠計算幾乎所有工程問題中關心的物理量，如輻射方向圖、駐波特性、輸入阻抗、雷達散射截面、場分布、電流電荷分布等，并可以以二維、三維、動畫、圖表及文件等直觀、靈活的方式輸出。
1.2.1.2 HFSS

圖1.2 HFSS軟件操作界面截圖
HFSS是美國Ansoft公司推出的世界上第一款商業化三維結構全波電磁仿真軟件，其名稱來源于英文High Frequency Structure Simulator的縮寫，目前已被Ansys公司收購。HFSS軟件以有限元法為主要內核，采用成熟穩定的自適應網格剖分技術，計算結果準確可靠，是當前業界公認的三維電磁場設計和分析的電子設計工業標準[ ]。HFSS軟件提供了簡潔直觀的用戶設計接口、精確的場仿真器以及功能強大的分析處理器，能夠計算任意形狀三維無源/有源結構的散射參數和全波電磁場，其標準的Windows圖形用戶界面和自動化設計流程使得用戶能夠快速上手，易學易用。利用HFSS分析電磁問題時，用戶只需創建或導入設計模型，指定模型的材料屬性，正確設定模型的邊界條件和激勵方式，合理定義模型的求解參數，軟件就可以自動輸出用戶需要的分析設計結果，具體包括天線的增益和輻射方向圖、目標的端口阻抗以及駐波特性、目標在空間產生的電磁場分布等。
經過技術的不斷發展，HFSS軟件目前被廣泛用于航空航天、電子通信、半導體以及計算機等領域，極大地降低了電子系統的開發設計成本，縮短了開發設計周期，是當前電子系統以及天線設計最受歡迎的軟件之一。當前，HFSS主要的應用場景具體包括如下8個方面：射頻和微波無源器件仿真設計、天線及天線陣列仿真設計、高速數字信號完整性分析、電磁兼容和電磁干擾效應分析、電真空器件（如行波管、速調管、回旋管等）設計、目標電磁特性分析及RCS計算、人體對電磁波的比吸收率計算、光電器件仿真設計。此外，由Ansys HFSS和Ansys Designer構成的Ansys高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎的高頻設計解決方案，提供了從系統到電路直至部件級的快速而精確的設計手段，覆蓋了高頻設計的所有環節。
1.2.1.3 CST

圖1.3 CST軟件操作界面截圖
CST是德國Computer Simulation Technology公司推出的高頻三維電磁仿真與分析設計軟件，廣泛應用于天線設計、目標電磁散射特性計算和電磁兼容特性分析等領域。CST仿真軟件包含的主要產品有：CST微波工作室、CST設計工作室、CST電磁工作室以及馬飛亞（MAFIA）。這里主要介紹“CST微波工作室”，它是一款無源微波器件和天線的仿真軟件，可以仿真耦合器、濾波器、環流器、隔離器、諧振腔、平面結構、連接器、電磁兼容、IC封裝、各類天線以及天線陣列，能夠給出S參數、天線方向圖、增益等結果。CST微波工作室是專門用于高頻領域電磁分析和設計的軟件。該軟件包含了四種不同的仿真技術：瞬態求解器、頻域求解器、本征模求解器、模式分析求解器，分別對應于它們的特定應用領域。
（1）瞬態求解器。CST微波工作室使用的瞬態求解器能通過僅僅一次計算得到仿真器件在整個寬頻帶上的響應（與之對應的是許多其他仿真器中用的掃頻法）。該求解器對大部分高頻應用領域都十分有效，如連接器、傳輸線、濾波器、天線等等。
（2）頻域求解器。頻域求解器主要用于求解低頻問題，因為此時仿真器件的結構尺寸遠遠小于最小波長，效率很低，在這些情況下最好是使用頻域求解器。
（3）本征模求解器。在濾波器的設計中常常需要對濾波器中的操作模式進行直接的計算。對這些情況，CST微波工作室提供了本征模求解器，能有效求解無耗電磁器件的有限個模式解。
（4）模式分析求解器。模式分析求解器主要與本征模求解器相結合使用，在濾波器中的模式被計算出來以后，模式分析器就能迅速求解濾波器中S參數。

總結

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