QuickWave共形时域有限差分法(Conformal FDTD)三维电磁设计与仿真应用及方案介绍

数据 在任何模拟阶段都可调用的场（E 和 H 场分量）、坡印亭矢量和功率耗散分布（时域监测）； 用于周期结构的实部及虚部网格的场（E 和 H 场分量）、坡印亭矢量和功率耗散分布； SAR 计算； 微波加热问题的温度和焓分布； 有效的介质参数分配； 可沿着指定的空间、时间、预定义的轮廓显示场分量； 衰减和 SWR 的虚拟测量； 时域反射结果（使用反射系数和不连续位置的虚拟测量）； 功率耗散和电磁场能量，以及由此产生的 Q 因子计算（也适周期结构的实部及虚部网格）； 整个有损量或指定对象的功耗和能量计算； 有限持续时间脉冲的整个持续时间内能量耗散（功率耗散时间积分）；
的用户界面。它可以自动方式找到最优的解决方案。 优化目标可以基于 QW-3D 或 QW-V2D 的以下后处理选项：
散射参数； 散射 SMN 参数； 辐射模式（线性和圆极化）； FD 监测； 优化
在 优 化 期 间 ， 计 算 目 标 值 和 特 定 的 QW-Simulator 运 行 采 用 的 变 量 值 存 储 在 Optimiser Cache 中 。 QW-OptimiserPlus 使用存储在 Optimiser Cache 中的信息来决定要计算的下一组变量，同时避免对已经计算出目标函 数的状态进行再计算。
传统的阶梯网格划分
QuickWave 共形边界模型
几何形状，复杂的波纹和不均匀的填充； 计算位于圆柱坐标系轴线上的小偶极子或环形辐射器的辐射方向图和辐射电阻； 圆形波导不连续性的 S 参数精确计算，也适用于涉及强色散和多模传播的情况； 屏蔽和开放的非均匀轴对称谐振器的本征频率，Q 因子和纯模态场模式的确定，也适用于涉及紧密间隔模式或
回音壁模式的情况； 轴对称体中加热模式和特定吸收率的计算；
一个旋转轴旋转的建模
不同旋转轴以不同速度旋转的多个物体的旋转建模
沿任意轨迹的运动建模
沿不同轨迹移动多个物体的建模
微波施加器在沥青路面上方移动
根据用户规范，分别对每个源执行连续加热步骤中的自动源参数改变
源频率调谐
SWR 的 Rieke 显示
热传导分析
3.2、多目标优化器（Multiobjective optimiser：QW-OptimiserPlus） QW-OptimiserPlus 是一个与 QW-Simulator 完全集成的多目标优化器，具有优秀的运行效率和可靠性，以及友好
几何形状、复杂波纹和不均匀填充； 计算手机天线的输入阻抗和人体组织中的特定吸收率； 计算应用于微波功率的加热模式，准确快速地显示瞬态、时间最大和时间平均的场模式和耗散功率； 确定屏蔽和开放非均匀谐振器的本征频率、Q 因子和纯模态场模式，也适用于涉及密集间隔模式的情况； 计算集总元件的嵌入阻抗； 用平面波激发计算散射模式；
2、QuickWave V2D：轴对称结构的矢量 2D（V2D）求解器（BOR - 旋转体）
QuickWave V2D 是市场上独一无二的、超快速矢量 2D（QW-V2D）电磁求解计算包，它适用于分析 2100 个波 长的轴对称设备（也称为旋转体），包括天线（喇叭，棒， 双锥形）、圆形波导不连续结构和谐振器。它是基于 以圆柱坐标麦克斯韦方程的重新表述，对 2D 长截面结构的计算比直接的 3D 结构计算速度快数百倍。
由两个矩形孔耦合的腔谐振器所组成梳状滤波器
4、协同处理和后处理
4.1、协同处理 QuickWave 在协同处理方面非常灵活。用户可以打开任意数量的窗口以显示场分量、耗散功率、坡印亭矢量等
（在各种图形显示系统中以及在任何模拟阶段）。在模拟之前不需要确定用于显示有价值可交付形式（如瞬态场分 量）的窗口数量和类型。在任何模拟阶段都可以获得协同处理数据（用于查看，存储等）。 显示 用于观察场分布的各种显示类型（准三维、颜色表示的场强、矢量形式）； 线性和分贝尺度； 自动和手动尺度； 一维和二维显示； 每个单元层的二维显示； 天线辐射图 3D 显示； 使用 QViewer 模块对场分量分布、电流、材料参数等进行 3D 展示； 所显示分量的瞬时和包络值（即时间最大值和时间平均值）；
S 矩阵）； “参考平面”的虚拟移位（执行 S 参数提取的平面）； 频率相关波阻抗（S 参数计算的参考阻抗）和传输线的传播系数； 功率平衡计算； 驻波比（SWR）和群延迟计算； S 参数嵌入和解嵌； 辐射和散射 天线辐射方向图和散射结构的散射方向图，适用于广角范围、多频率、任何平面； 增益（定向、功率、绝对、相对、缩放到 1 米的场）、辐射效率、辐射电阻和辐射功率计算； 线性和圆极化的辐射图； 天线阵列的辐射方向图； 可选近远转换（惠更斯）表面的辐射方向图； 远场 3D 辐射模式计算； 任意各向同性介质中的辐射模式计算； 指定方向 vs 频率的辐射方向图； 远场的脉冲响应； 集总 在任何电路节点，通过电阻的端电压/电流的傅里叶变换； 沿定义的轮廓进行场积分的傅里叶变换； 源计算可获得的功率（激励波形的傅里叶变换）； 源计算可获得的能量；
场 在一个模拟（频域监测）中监测多个频率的场分布，并在空间和时间上具有稀疏因子； 用于频域监测的时域场分布（选定频率下）动画； 波印廷矢量时间积分；
5、材料、激励和边界条件
5.1、材料 PEC 和 PMC； 各向同性和各向异性电介质； 薄金属层； 有损金属和趋肤效应的宽带建模； 有损电线； 多极（最多 3 极）频率相关材料（Drude、Debye、 Lorentz 电磁分散）； 冷等离子体可以描述为具有 Drude 分散的介电分散材料； 各向异性色散电介质； Kerr-Raman 模型三阶非线性极化可以设置 Lorentz 模型描述的色散材料； 负折射率材料（LH 材料，超材料）； 磁化铁氧体； 温度相关材料（BHM）； 5.2、激励 动态/手动/分析（使用分析公式）模式生成； 端口阻抗计算； 任意传输线中的模态激励（也是有损介质中支持渐逝模式的多模态）； 理想的电压和电流源； 集总电阻源； 各种环境介质中的自由空间入射波（空气，介电，磁场，低损耗）：平面波激励、二维和三维高斯光束激励； 激励波形：预定义信号库（正弦，高斯脉冲等）、用户定义的信号激励；
积社 QuickWave 共形时域有限差分法（Conformal FDTD）电磁设计与仿真软件 应用及方案介绍
积社 QuickWave 是基于共形时域有限差分法（Conformal FDTD）的通用电磁仿真与设计平台。它提供了一系 列独特的曲线边界、介质界面、模态激励和参数提取模型。它能解决复杂、挑战性的问题，并于 1998 年获得 EIT （European Information Technology）奖项。积社 QuickWave 可以通过不同的预处理、协处理和后处理的形式从模拟 中获取各种所关心的数据结果，其技术应用及服务由 积社科技（JService Tech） 实施。
QuickWave 3D 可应用于各种微波和毫米波问题，包括： 屏蔽和开放式微波和毫米波电路的精确 S 参数计算，也包括色散、多模传播和渐逝模式，特别包括微带、共面、
同轴、圆柱波导和介质导电技术制造的电路； 计算各种类型天线（贴片、喇叭、棒）的辐射图、增益、辐射效率、辐射阻抗和回波损耗，严格考虑不规则的
QuickWave V2D 是用于设计望远镜以及通信的双反射器卡塞格伦天线的有效软件。QuickWave V2D 在矢量二维 公式中使用以圆柱坐标表示的共形 FDTD 方法，可应用于各种微波和毫米波问题，包括： 计算各种类型的轴对称天线（喇叭，杆，双锥）的辐射方向图，增益，辐射效率和回波损耗，严格考虑不规则
QProny 使用最强大的信号处理技术之一，称为广义函数束方法（Generalized Pencil of Function Method：GPOF）， 并采用独特的创新方法自动选择最重要的参数，如： 要跳过的初始样本数； 模型构建所需的样本数量； 模型阶次；
因此，用户可以在没有任何干预的情况下创建高质量模型。初级用户可以在无需了解复杂的信号处理技术的情 况下构建正确的模型。
4.2、后处理 包括场的傅立叶变换计算（S 参数、辐射模式或从脉冲激励中提取的特定频率的场分布）。此种情况，在模拟
期间需要有关获取数据的先验知识（用户选择在运行模拟之前计算的数据）。所有后处理数据可以在任何模拟阶段 查看、存储等。
显示 线性、分贝和二次（相对于 S 参数、辐射和散射模式）尺度； 自动和手动尺度； 史密斯圆图和极坐标图； 加载 S 参数、辐射和散射模式的参考结果； S 参数 宽带 S 参数提取（可在任何模拟阶段获得结果）； 完整的 S 参数矩阵计算（在顺序或多模拟器方案中激励连续端口）； 用于 S 参数计算的相互作用选项； 在单次模拟运行期间同时对多个端口进行反射系数计算（当 N 个源同时工作时适用于多源网络，因此无法计算
5.3、边界条件和初始条件
边界条件 电边界； 磁边界； PML； MUR 与超吸收； 周期性； 各向异性边界条件（线栅）； 初始条件 零场开始； 最初稳态开始；
6、共形 FDTD 网格（Conformal FDTD mesh）
传统的阶梯网格划分从根本上破坏了物理几何形状。虽然良好的形状逼近可以通过网格细化来近似，但它会大 大增加内存占用和模拟时间。QuickWave 使用先进的共形边界模型，可以对曲线形状进行精确，准确的建模，并获 得高精度的模拟结果，而无需缩短时间步长！
基本加热模块的微波加热分析包括负载旋转和平移、频率调谐、热流以及作为耗散功率函数的材料参数修改。 软件可在复杂的状态下运行，并可沿着复杂的轨迹对加热物体的旋转、运动进行建模等。
主要功能： 作为耗散能量函数的材料参数修改； 计算模拟微波炉、烤箱的旋转； 计算模拟沿着复杂的轨迹在工业涂抹器中加热物体的运动； 计算模拟不同旋转轴和不同速度旋转的多个物体的旋转； 计算模拟沿不同轨迹的多个物体的运动； 计算模拟金属物体的旋转； 在所考虑的频带内将信号源自动调谐到最深的谐振（此选项模拟真实微波功率源（如磁控管）的物理行为）； 信号源手动调谐（用户指定新频率）； 根据用户规范，分别对每个源执行连续加热步骤中的自动源参数改变（频率、幅度和延迟）； SWR 的 Rieke 显示； 考虑分裂单元的传热问题分析（使用内含的非线性模型的热流模块）；