前言

隨著無線通信行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)設(shè)計(jì)的要求也在不斷提高。如何提高系統(tǒng)性能、降低成本和縮短研制周期，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)者需要解決的主要問題。傳統(tǒng)的基于工程經(jīng)驗(yàn)或預(yù)估近似的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無法滿足實(shí)際工程的要求，而以電磁場仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件已經(jīng)成為研發(fā)人員必不可少的工具，EDA幾乎覆蓋了通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括半導(dǎo)體集成電路、系統(tǒng)集成和天線設(shè)計(jì)等整個(gè)過程。基于物理原型的電磁場仿真軟件解決方案能夠準(zhǔn)確地仿真和驗(yàn)證設(shè)計(jì)原型，可以使設(shè)計(jì)仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果基本相同，從而大大縮短了產(chǎn)品的研制周期、降低了研制費(fèi)用。目前，此類軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國防、航空、航天、汽車、船舶及機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。

Rainbow系列電磁仿真軟件是由無錫飛譜電子信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)的三維電磁場全波分析仿真軟件，它具有強(qiáng)大的幾何建模功能、創(chuàng)新的電磁算法和優(yōu)化技術(shù)，以及豐富的圖表顯示功能，為設(shè)計(jì)者提供了功能全面、易于使用的一體化集成操作環(huán)境。Rainbow系列軟件包含有限元、邊界元、物理光學(xué)等多個(gè)算法引擎，具備從射頻到太赫茲應(yīng)用領(lǐng)域、從電學(xué)小尺寸到電學(xué)大尺寸的復(fù)雜模型的仿真分析能力，必將成為國產(chǎn)EDA/CAE核心軟件中的重要一員，為解決國內(nèi)高科技領(lǐng)域的關(guān)鍵難題貢獻(xiàn)力量。

本書基于Rainbow Studio 9.0軟件，通過大量實(shí)例，詳細(xì)介紹了Rainbow系列軟件的使用方法、建模過程及結(jié)果分析等。

第1章介紹了電磁場基礎(chǔ)與數(shù)值計(jì)算方法，包括麥克斯韋方程組、求解域和阻抗的邊界條件、計(jì)算電磁學(xué)的典型算法等內(nèi)容。

第2章介紹了Rainbow Studio軟件的基本操作，包括安裝軟件及申請(qǐng)?jiān)S可證的操作流程、軟件的操作界面、各工具欄的功能，以及如何設(shè)置端口激勵(lì)、網(wǎng)格和邊界條件等內(nèi)容。

第3章介紹了BEM仿真實(shí)例，通過反射拋物面天線等實(shí)例講解在Rainbow-BEM3D模塊中進(jìn)行建模及仿真的方法，以及對(duì)求解完成的幾何模型進(jìn)行結(jié)果分析的方法。

第4章介紹了FEM仿真實(shí)例，講解了Rainbow-FEM3D模塊的基本使用流程，以及Rainbow-Eigen模塊是如何計(jì)算并導(dǎo)出本征值的。

第5章介紹了Layout仿真實(shí)例，講解了將PCB導(dǎo)入Rainbow-Layout3D模塊的方法，以及在Rainbow-Layout3D模塊中對(duì)PCB進(jìn)行剪切并導(dǎo)出FEM Model項(xiàng)目的過程。

第6章介紹了SBR仿真實(shí)例，通過Cavity實(shí)例講解了在Rainbow-SBR模塊中建模并添加多層阻抗的方法，并在此基礎(chǔ)上分析了仿真結(jié)果。

第7章介紹了ENS仿真實(shí)例，通過Antenna實(shí)例講解了在Rainbow-ENS模塊中添加導(dǎo)航方案的方法，并在此基礎(chǔ)上分析了仿真結(jié)果。

本書由周潤景、劉浩和杜文闊著。其中，劉浩和杜文闊共同完成了第6章的寫作工作，周潤景完成了其余章節(jié)的寫作工作。全書由周潤景統(tǒng)稿、定稿。

在本書編寫過程中，得到了無錫飛譜電子信息技術(shù)有限公司的包善、周曙光與胡勁松等專家的大力支持，在此表示感謝。

為便于讀者閱讀、學(xué)習(xí)，特提供與本書配套的工程文件及操作視頻文件，請(qǐng)?jiān)L問華信教育資源網(wǎng)（https://www.hxedu.com.cn/）下載相關(guān)資源文件。讀者如果需要試用軟件、技術(shù)指導(dǎo)等服務(wù)，請(qǐng)直接聯(lián)系無錫飛譜電子信息技術(shù)有限公司（0510-88575846，support＠rst-em.com）。

由于Rainbow系列軟件的功能非常強(qiáng)大，書中難免有疏漏和不足之處，歡迎讀者批評(píng)指正。

著者

2020年12月