导言
XFdtd 3D 电磁仿真软件使用全波有限差分时域（FDTD）仿真方法分析天线和匹配电路结构。 XF 的电路元件优化器利用全波分析为给定的印刷电路板 (PCB) 布局选择元件值。选择过程以用户定义的辐射效率或 S 参数目标为指导，并通过考虑影响匹配电路结构的所有电磁现象（如天线金属与附近印刷电路板迹线之间的耦合）来保持准确性。
FDTD 中的电路元件仿真
XF 模拟直接连接到电磁模拟网格中的理想块状电路元件。 这些电路元件与电磁仿真一起在时域中进行仿真。除了离散电压源激励和终端电阻外，这些电路元件还可以是天线匹配元件，包括电容器和电感器。 在仿真过程中，这些元件不会从电磁仿真中分割出来，而是保留在电磁布局几何图形中的理想电路原理图中。因此，电路元件仿真将全波 FDTD EM 仿真发现的信号跟踪损耗、通孔电感、接地回波路径和传输线效应考虑在内。
将对直接连接在 FDTD 网格中的块状电路元件进行优化。
电路元件优化
XF 的 "电路元件优化器"能够模拟直接连接到电磁网格的块状电路元件，并在此基础上根据以下目标确定最佳元件值：
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辐射效率
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系统效率
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S 参数
XF 利用全波电磁仿真，在匹配电路元件就位的情况下，确定系统特性并运行优化，而无需将元件移动到不同的环境中，也无需添加理想的接地。 每次优化迭代时，XF 都不会模拟电磁结构。 相反，在优化插入其中的电路元件时，电磁结构会保持静态，并将所有电磁相互作用考虑在内。
优化器能够为以下类型的电路元件确定最佳值：
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固定电阻器、电容器、电感器
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理想电阻器、电容器、电感器
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逼真的电容器、电感器和用户定义的等效串联电阻
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无源可调谐集成电路（PTIC 或 "调谐器）
每个部件都可以有一个离散的数值范围，代表部件供应商提供的部件。
考虑到寄生虫和电磁效应
对于高频和高性能电路及天线系统设计，利用电磁仿真可以看到影响和限制性能的复杂和无数的电磁耦合机制、传输线效应和接地回流路径。 通过将电路元件保留在电路或天线系统布局中的最终位置，XF 甚至可以在优化电路元件时将这些电磁效应包括在内。 无需将电路元件移动到理想化的电路原理图中，因为在理想化的电路原理图中，这些耦合和传输线效应会消失。 XF 的电路元件优化器使用所有可用的电磁信息，以获得最佳的优化匹配。 这种功能在复杂的高性能应用（如手机）中尤其受欢迎，XF 的优化甚至可以考虑手机用户的头部或手部对天线性能的影响。
全波电路优化考虑了天线与匹配网络之间的场耦合。
使用电路元件优化的设计工作流程
这一过程通常从天线结构的设计和电磁模拟开始。 一旦通过电磁仿真确定了进入天线的复阻抗，就可以选择匹配网络拓扑结构并分配候选元件值。 接下来，匹配电路将被设计出来，包括互连、通孔和焊盘的所有细节。 这可能是为天线馈电的印刷电路板，也可能是连接到天线底座或其他附近结构的电路元件。 在确定匹配结构和电路元件位置后，电路元件优化器将用于确定系统特性和选择最佳元件值。 电路元件优化器使用用户定义的目标和每个元件的允许值，确定最适合目标的元件值。 作为验证，可将所选元件插入最终的全波 FDTD 仿真中，或在实验室中制作和测试物理原型。
