1.3 Mgrid介绍

前面简略提及了Mgrid的功能及界面图示，现在就Mgrid界面中常用的功能与具体的建模操作进行更加详细的介绍，使读者能够对Mgrid的使用有一定的了解。

如图1-8所示，Mgrid如同其他各类软件一样，除有分门别类的菜单栏以外，还有按功能类型区分的若干不同的功能按钮，以满足不同的操作。

基础参数设置：所有新建工程都需要对基础参数进行设置，包括工程文件注释、工程文件内默认的长度单位、电路网格参数、电路衬底参数、电路金属带参数等；第二个按钮用于展示设置好的电路衬底分布情况，同时可以对不同分层衬底的颜色与透明度进行设置，使电路建模过程更具直观性，如图1-9所示。

编辑操作：从左至右的操作依次是自由编辑、逐个选取多边形、框选多边形组、选取顶点、选取目标的参数。

逐个选取多边形操作必须以单击方式完成，单击目标多边形的任一位置即可选定它，可以通过连续单选来选定多个多边形；框选多边形操作可以通过框选的方式同时选取多个多边形，但是是否选定的标准取决于是否框选了目标多边形的所有顶点。

合并分割操作：可以将选定的多个多边形合并成一个多边形，也可以将一个多边形按需要划分成多个多边形，同时适用于对有重叠的多边形中的图形进行裁剪操作，如图1-10所示。

常规画图操作：Set to the closest vertex是常用的捕捉操作；其他操作即简单地绘制直线、曲线、矩形、圆。值得一提的是，在建模过程中，更常用的是 这一类画图操作。与上述操作不同的是，这一类画图操作可以准确地定义所画图形的位置坐标与尺寸，更适于准确的建模设计。

端口设置：有两种不同的定义端口的方法，一种是单击选取电路的一条边作为端口，另一种是框选一条边作为端口，二者本质一致，区别在于操作习惯、操作方法的不同。每个端口都需要定义一种嵌入形式（De-Embedding Scheme）。端口有以下7种嵌入形式。

● 高级扩展（Advanced Extension），此种形式最为常用。

● 微波集成电路扩展（Extension for MMIC）。

● 局部微波集成电路（Localized for MMIC）。

● 波扩展（Extension for Waves）。

● 垂直局部（Vertical Localized）。

● 水平局部（Horizontal Localized）。

● 50Ω波（50 Ohms for Waves）。

仿真设置：包括网格参数设置、仿真参数设置、优化参数设置、方向图参数计算、近场分析。在完成建模、添加端口后即可开始仿真，其中，仿真参数设置主要包括网格设置、矩阵处理器的选择、AIF设置、仿真频点设置、仿真后处理。

网格设置是十分重要的一步操作，网格的划分直接影响仿真精度。网格参数包括最高频率、网格数、最大网格尺寸等。另外，这里还包括自动网格设置功能，该功能可以让用户快速、简便地进行网格生成以实现最优化仿真。自动网格设置在这里不做讨论。“Automatic Meshing Parameters”（自动网格参数）对话框如图1-11所示。

设置自动网格后的电路结构如图1-12所示。

IE3D的仿真建立在矩阵运算基础上，仿真时间也取决于软件填充、计算矩阵的时间，因此，IE3D中集成了多种矩阵处理器来满足不同条件下的仿真。Mgrid工程中默认的矩阵处理器是Advanced Symmetric Matrix Solver（SMSi），该矩阵处理器不支持多线程或多核CPU，因此，IE3D还提供了Adaptive Symmetric Matrix Solver（SMSa）这种矩阵处理器。SMSa在进行大型工程仿真时的速度比SMSi快4倍以上，相应地，SMSa占用的内存自然多于SMSi，因此，SMSa中集成了一种自适应算法，仿真过程中如果出现了计算机内存不足的情况，那么SMSa自动转换成SMSi进行仿真。

“Adaptive Intelli-Fit”是针对频点分析的设置选项，它确保仿真能够快速得到准确的频响结果，由于多数微波器件的仿真关注点都在频域，因此系统默认在仿真中开启该设置。

仿真频段设置取决于实际仿真需要，IE3D采用的离散仿真针对频点进行仿真，因此在力求仿真结果准确的前提下，务必保证设置足够多的频点，尤其在较大的工程中。设置频点的数量越多，仿真所需的时间越长。

仿真后处理主要包括两方面：Current Distribution File （.cur）和Radiation Pattern File （.pat），勾选了这两个复选框意味着系统在完成仿真时会生成该仿真工程的电场分布图和辐射图，在生成的电场分布图和辐射图中，可以根据频点选择性地观测仿真工程的电磁场分布。

下面简单介绍仿真后处理中有关S参数、电场分布的相关操作。在仿真结束后，通常会弹出“S-Parameters and Frequency Dependent Lumped Element Models”对话框，用户这时可以选择“Graph Definition”→“Add Graph”选项来添加自己需要显示的数据处理结果。通常，仿真的关注点在于S参数，故选择S参数即可。

如前面所述，在设置仿真参数时，可以勾选“Current Distribution File （.cur）”和“Radiation Pattern File （.pat）”复选框，在仿真完成时，会生成仿真工程的电场分布图，如图1-13所示。在电场分布图中，可以分频点查看电路中的电场强度分布，在设计过程中，可以以此为参考来验证设计是否合理、准确。