微波系統(tǒng)的設計越來越復雜,對電路的指標要求越來越高,電路的功能越來越多,電路的尺寸要求越做越小,而設計周期卻越來越短。傳統(tǒng)的設計方法已經(jīng)不能滿足微波電路設計的需要,使用微波EDA 軟件工具進行微波元器件與微波系統(tǒng)的設計已經(jīng)成為微波電路設計的必然趨勢。EDA即Electronic Design Automation, 電子設計自動化；目前,國外各種商業(yè)化的微波EDA軟件工具不斷涌現(xiàn)，微波射頻領域主要的EDA工具首推Agilent 公司的ADS軟件和Ansoft公司的HFSS、Designer軟件，其次是比較小型的有Microwave Office, Ansoft Serenade, CST, Zeland, XFDTD, Sonnet 等電路設計軟件。下面將會將會簡要地介紹一下各個微波EDA 軟件的功能特點和使用范圍，以期大家有個總體的了解。

        微波EDA 仿真軟件與電磁場的數(shù)值算法密切相關，在介紹微波EDA 軟件之前先簡要的介紹一下微波電磁場理論的數(shù)值算法。所有的數(shù)值算法都是建立在Maxwell方程組之上的，了解Maxwell方程是學習電磁場數(shù)值算法的基礎；在頻域，數(shù)值算法有：有限元法 ( FEM -- Finite Element Method）、矩量法( MoM -- Method of Moments），差分法( FDM -- Finite Difference Methods），邊界元法( BEM -- ），和傳輸線法( TLM -- Transmission-Line-matrix Method），在時域，數(shù)值算法有：時域有限差分法( FDTD – Finite Difference Time Domain ），和有限積分法( FIT – Finite Integration Technology ）。如果想進一步了解各種數(shù)值算法的具體實現(xiàn)，可以參閱以下幾本書籍：① Microwave Circuit Modeling Using Electromagnetic Field Simulation, ② Numerical Techniques in Electromagnetics, 
③ Electromagmetic Simunation Using the FDTD Method.
④ Complex eletromagnetic problems and numerical Simulation Approaches。

        其中，使用矩量法(MoM）的微波EDA軟件有ADS，Ansoft Designer，Microwave Office, Zeland IE3D，Ansoft Esemble，Super NEC和FEKO；使用有限元法 (FEM）的微波EDA軟件有HFSS和ANSYS；使用時域有限差分法(FDTD） 的微波EDA軟件有EMPIRE和XFDTD，使用有限積分法(FIT） 的微波EDA軟件有CST Microwave Studio和CST Mafia。
    
        下面來介紹較流行幾種的微波EDA軟件的功能和應用。

        ADS – Advanced Design System，是Agilent公司推出的微波電路和通信系統(tǒng)仿真軟件，是國內(nèi)各大學和研究所使用最多的軟件之一。其功能非常強大，仿真手段豐富多樣，可實現(xiàn)包括時域和頻域、數(shù)字與模擬、線性與非線性、噪聲等多種仿真分析手段，并可對設計結果進行成品率分析與優(yōu)化，從而大大提高了復雜電路的設計效率，是非常優(yōu)秀的微波電路、系統(tǒng)信號鏈路的設計工具。主要應用于：射頻和微波電路的設計，通信系統(tǒng)的設計，DSP設計和向量仿真�，F(xiàn)在最新的版本是ADS2008，ADS2008最新版又增加了EMDS三維電磁仿真器，讓ADS在三維電磁仿真仿真領域也有了用武之地。
 
        Ansoft Designer，是Ansoft公司推出的微波電路和通信系統(tǒng)仿真軟件；它采用了最新的視窗技術，是第一個將高頻電路系統(tǒng),版圖和電磁場仿真工具無縫地集成到同一個環(huán)境的設計工具，這種集成不是簡單和界面集成,其關鍵是Ansoft Designer獨有的"按需求解"的技術,它使你能夠根據(jù)需要選擇求解器,從而實現(xiàn)對設計過程的完全控制。Ansoft Designer實現(xiàn)了“所見即所得”的自動化版圖功能，版圖與原理圖自動同步，大大提高了版圖設計效率。同時,Ansoft還能方便地與其他設計軟件集成到一起，并可以和測試儀器連接，完成各種設計任務，如頻率合成器，鎖相環(huán)，通信系統(tǒng)，雷達系統(tǒng)以及放大器，混頻器，濾波器，移相器，功率分配器，合成器和微帶天線等。主要應用于：射頻和微波電路的設計，通信系統(tǒng)的設計，電路板和模塊設計，部件設計。2008年，Ansoft推出了最新版本Ansoft Designer 4。
   
        Ansoft HFSS，是Ansoft公司推出的三維電磁仿真軟件；是世界上第一個商業(yè)化的三維結構電磁場仿真軟件，業(yè)界公認的三維電磁場設計和分析的電子設計工業(yè)標準。HFSS提供了一簡潔直觀的用戶設計界面、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器，能計算任意形狀三維無源結構的S參數(shù)和全波電磁場。HFSS軟件擁有強大的天線設計功能，它可以計算天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬；繪制極化特性，包括球形場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計算：① 基本電磁場數(shù)值解和開邊界問題，近遠場輻射問題；② 端口特征阻抗和傳輸常數(shù)；③ S參數(shù)和相應端口阻抗的歸一化S參數(shù)；④ 結構的本征�；蛑C振解。而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer構成的Ansoft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(tǒng)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(huán)節(jié)。現(xiàn)在最新的版本是Ansoft HFSS 11。

        Microwave Office，是AWR公司推出的微波EDA軟件，為微波平面電路設計提供了最完整, 最快速和最精確的解答。它是通過兩個模擬器來對微波平面電路進行模擬和仿真的。對于由集總元件構成的電路，用電路的方法來處理較為簡便；該軟件設有"VoltaireXL"的模擬器來處理集總元件構成的微波平面電路問題。而對于由具體的微帶幾何圖形構成的分布參數(shù)微波平面電路則采用場的方法較為有效；該軟件采用的是"EMSight"的模擬器來處理任何多層平面結構的三維電磁場的問題。"VoltaireXL" 模擬器內(nèi)設一個元件庫，在建立電路模型時，可以調(diào)出微波電路所用的元件，其中無源器件有電感、電阻、電容、諧振電路、微帶線、帶狀線、同軸線等等，非線性器件有雙極晶體管， 場效應晶體管，二極管等等。"EMSight"模擬器是一個三維電磁場模擬程序包，可用于平面高頻電路和天線結構的分析。特點是把修正譜域矩量法與直觀的視窗圖形用戶界面(GUI）技術結合起來，使得計算速度加快許多。MWO可以分析射頻集成電路 (RFIC）、微波單片集成電路(MMIC）、 微帶貼片天線和高速印制電路(PCB）等電路的電氣特性。

        XFDTD，是Remcom公司推出的基于時域有限差分法(FDTD）的三維全波電磁場仿真軟件。XFDTD用戶界面友好、計算準確；但XFDTD本身沒有優(yōu)化功能，須通過第三方軟件Engineous完成優(yōu)化。該軟件最早用于仿真蜂窩電話，長于手機天線和SAR計算�，F(xiàn)在廣泛用于無線、微波電路、雷達散射計算，化學、光學、陸基警戒雷達和生物組織仿真。軟件最新版本為 XFDTD 6.3

        Zeland IE3D，IE3D是一個基于矩量法的電磁場仿真工具，可以解決多層介質(zhì)環(huán)境下的三維金屬結構的電流分布問題。IE3D可分為MGRID、MODUA和PATTERNVIEW三部分；MGRID為IE3D的前處理套件，功能有建立電路結構、設定基板與金屬材料的參數(shù)和設定模擬仿真參數(shù)；MOODUA是IE3D的核心執(zhí)行套件，可執(zhí)行電磁場的模擬仿真計算、性能參數(shù)（Smith園圖，S參數(shù)等）計算和執(zhí)行參數(shù)優(yōu)化計算；PATTERNVIEW是IE3D的后處理套件，可以將仿真計算結果，電磁場的分布以等高線或向量場的形式顯示出來。IE3D仿真結果包括S、Y、Z參數(shù)，VWSR，RLC等效電路，電流分布，近場分布和輻射方向圖，方向性，效率和RCS等；應用范圍主要是在微波射頻電路、多層印刷電路板、平面微帶天線設計的分析與設計。軟件最新版本為Zeland IE3D 12。

        CST MICROWAVE STUDIO，是德國CST（Computer Simulation Technology）公司推出的高頻三維電磁場仿真軟件。廣泛應用于移動通信、無線通信（藍牙系統(tǒng)）、信號集成和電磁兼容等領域。微波工作室使用簡潔，能為用戶的高頻設計提供直觀的電磁特性。微波工作室除了主要的時域求解器模塊外，還為某些特殊應用提供本征模及頻域求解器模塊。CAD文件的導入功能及SPICE參量的提取增強了設計的可能性并縮短了設計時間。另外，由于CST設計工作室的開放性體系結構能為其它仿真軟件提供鏈接，使微波工作室與其它設計環(huán)境相集成。在2006年之后，CST公司就把旗下的所有軟件集成到同一個工作中，界面更加友好，使用起來更方便，最新版為CST2008。

        Sonnet，是一種基于矩量法的電磁仿真軟件，提供面向3D平面高頻電路設計系統(tǒng)以及在微波、毫米波領域和電磁兼容/電磁干擾設計的EDA工具。SonnetTM應用于平面高頻電磁場分析，頻率從1MHz 到幾千GHz。主要的應用有：微帶匹配網(wǎng)絡、微帶電路、微帶濾波器、帶狀線電路、帶狀線濾波器、過孔（層的連接或接地）、偶合線分析、PCB板電路分析、PCB 板干擾分析、橋式螺線電感器、平面高溫超導電路分析、毫米波集成電路（MMIC）設計和分析、混合匹配的電路分析、HDI 和LTCC 轉換、單層或多層傳輸線的精確分析、多層的平面的電路分析、單層或多層的平面天線分析、平面天線陣分析、平面偶合孔的分析等。

        其他的微波射頻相關的EDA軟件還有Ansoft公司的Serenade 8.71、Esemble 8.0、SIwave 2.0、Ansoft Links 3.0、Optimatrics，CST公司的CST Mafia 4.1、CST Design Studio、CST EM Studio 2.0，Zeland公司的Fidelity，Ansys公司的Ansys、FEKO，Eagleware-Elanix公司的Eagleware Genesys，和Super NEC等。這里限于時間篇幅就不一一介紹了。如果大家想認真學習微波EDA相關軟件,可以在 微波EDA網(wǎng) 仔細看看，有很多微波軟件使用介紹和學習教程。