計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展以及電磁場數(shù)值分析方法的不斷進(jìn)步，使得電磁兼容性仿真預(yù)測對軍用裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義愈加明顯。各種商用化軟件的不斷推出，更是加速了這一進(jìn)程。在電子對抗、電磁兼容等領(lǐng)域，由于用戶的迫切要求，出現(xiàn)了專門指導(dǎo)該領(lǐng)域?qū)I(yè)設(shè)計(jì)的軟件。美國、意大利、西班牙、俄羅斯、德國、英國、法國等世界國家的電磁兼容預(yù)測和分析技術(shù)已經(jīng)形成一整套數(shù)字仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，而且一刻也沒有停止過數(shù)值算法的完善和創(chuàng)新研究。

1、國外發(fā)展概況

電磁仿真技術(shù)中運(yùn)用的主要計(jì)算電磁學(xué)方法大致可分為2 類：算法和高頻近似方法。計(jì)算方法包括差分法（FDTD，F(xiàn)DFD）、有限元（FEM）、矩量法（MoM）以及基于矩量法的快速算法（如快速多極子FMM 和多層快速多極子MLFMA）等，其中，在解決電大目標(biāo)電磁問題中zui有效的方法為多層快速多極子方法。高頻方法一般可歸作2 類：一類基于射線光學(xué)，包括幾何光學(xué)（GO）、幾何繞射理論（GTD）以及在GTD 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一致性繞射理論（UTD）等；另一類基于波前光學(xué)，包括物理光學(xué)（PO）、物理繞射理論（PTD）、等效電磁流方法（MEC）以及增量長度繞射系數(shù)法（ILDC）等。PO 高頻方法由于計(jì)算效率較高，對大目標(biāo)的適應(yīng)能力強(qiáng)，因此被廣為采用。

基于這些方法，國外不僅形成了眾多的預(yù)測仿真系統(tǒng)和軟件，還建立了相應(yīng)的EMC 數(shù)據(jù)庫，可開展：

1）各種軍用平臺電磁兼容性設(shè)計(jì)，包括大型艦船平臺的天線布置設(shè)計(jì)、艙室內(nèi)EMC 設(shè)計(jì)、系統(tǒng)內(nèi)EMC 分析、系統(tǒng)間EMC 分析等；

2）平臺間EMC 分析，包括艦船編隊(duì)的EMC 分析；

3）EMP（電磁脈沖）仿真、各種載體EMP 效應(yīng)及適應(yīng)性分析；

4）陸?？仗祀娢寰S現(xiàn)代化戰(zhàn)場電磁環(huán)境分析。

目前國外主要的商業(yè)軟件主要如下：

1.1 EMC2000軟件

該軟件由法國某公司研制，采用的計(jì)算方法主要是MoM，F(xiàn)DTD，F(xiàn)VO（有限體積法），PO/GO，GTD，UTD，PTD，ECM（等效電流法），在算法上與Ship EDF基本相同（增加了FVO），兩者的分析功能非常接近。據(jù)介紹，EMC2000 可以對雷電、靜電、電磁脈沖對目標(biāo)的沖擊效應(yīng)進(jìn)行仿真分析，可對復(fù)雜介質(zhì)進(jìn)行時(shí)域分析，對孔縫耦合進(jìn)行計(jì)算，但沒有RCS 計(jì)算功能。

1.2 FEKO+Cable Mod軟件

該軟件由南非某公司研制，采用的數(shù)值算法主要是MoM，PO，UTD，F(xiàn)EM（有限元法）以及一些混合算法，在新版軟件中增加了多層快速多極子算法（MLFMA），Cable Mod 功能和多種脈沖源（高斯、三角、雙指數(shù)和斜波脈沖）的時(shí)域分析，可為飛機(jī)、艦船、衛(wèi)星、、車輛等系統(tǒng)的全波電磁分析提供解決手段，包括電磁目標(biāo)的散射分析（圖1）、機(jī)箱的屏蔽效能分析（圖2）、天線的設(shè)計(jì)與分析（圖3）、多天線布局分析（圖4）、系統(tǒng)的EMC/EMI 分析、介質(zhì)實(shí)體的SAR 計(jì)算、微波器件的分析與設(shè)計(jì)、電纜束的耦合分析等。

1.3 Ansoft-HFSS軟件

該軟件由美國Ansoft公司研制，采用的主要算法是有限元法（FEM），主要應(yīng)用于微波器件（如波導(dǎo)、耦合器、濾波器、隔離器、諧振腔）和微波天線設(shè)計(jì)（圖5）中，可獲得特征阻抗、傳播常數(shù)、S 參數(shù)及電磁輻射場、天線方向圖等參數(shù)和結(jié)果。該軟件與FEKO  zui早進(jìn)入中國市場，并在國內(nèi)擁有 數(shù)量的用戶。

1.4 CST-SD 軟件

德國CST 公司研制了基于有限積分技術(shù)（FIT，該技術(shù)類似于FDTD）的仿真軟件CST-SD，主要用于高階諧振結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。它通過散射參數(shù)（S 參數(shù)）將復(fù)雜系統(tǒng)分離成更小的單元進(jìn)行分析，具體應(yīng)用范圍主要是微波器件，包括耦合器、濾波器、平面結(jié)構(gòu)電路、各種微波天線和藍(lán)牙技術(shù)等。圖6 是該軟件對雙指數(shù)脈沖信號沿電纜進(jìn)入機(jī)箱后的效應(yīng)進(jìn)行仿真分析的結(jié)果。

1.5 FIDELITY 軟件

FIDELITY 軟件由Zeland公司研制，主要采用非均勻網(wǎng)格FDTD技術(shù)，可分析復(fù)雜填充介質(zhì)中的場分布問題，其仿真結(jié)果主要包括：S 參數(shù)、VSWR（駐波比）、RLC 等效電路、坡印亭矢量、近場分布和輻射方向圖，具體應(yīng)用范圍主要包括微波/毫米波集成電路（MMIC）、RFDCB、RF 天線、HTS 電路和濾波器、IC 內(nèi)部連接、電路封裝等。