产品概述(产品简介 产品背景 参考客户)

功能应用(波导器件设计 波导天线设计 波导网络设计)

功能特点(快速准确的计算能力 独特的多算法求解 方便的设计向导功能 强大的优化功能 丰富的设计案例库)

运行环境和配置

总结

产品概述

产品简介

WASP-NET （WAveguide Synthesis Program for waveguide NETworks）是由德国布莱梅大学著名的Fritz - Arndt教授基于25年研究成果开发的一款用于波导器件、波导天线以及波导网络设计、仿真及优化的专业电磁仿真设计软件。

WASP-NET集成并混合使用MM（模式匹配法）、FE（有限元）、MoM （矩量法）、FD （有限差分）四种计算方法，具有仿真精度高、求解速度快、通用性强的特点。WASP-NET内嵌了十余种波导器件及波导天线的综合设计向导，大大提高了设计效率，缩短产品的开发周期；高效的优化引擎，能够辅助用户快速完成进一步设计；公差分析，可以辅助用户直观准确地判断设计出来的产品是否满足大批量生产的公差要求，从而降低不必要的加工成本；丰富的设计案例库，方便用户作为参考扩展自己的设计范围和能力。

WASP-NET 广泛应用于波导器件、波导天线以及波导网络的设计，如滤波器、双工器（多工器）、耦合器、极化器、移相器、正交模耦合器、波导渐变器、连接器和复合接头、喇叭天线、喇叭集群、缝隙阵天线、反射面天线以及馈源网络等。

产品背景

WASP-NET是德国MIG公司的产品，MIG公司成立于1993年，与与世界领导厂商建立广泛合作关系，在空间领域、无线通信和微波市场取得了巨大的成功，赢得了国际范围内的广泛认可。在国内由未尔科技负责技术支持和销售。

MIG公司由德国不来梅大学著名的Fritz Arndt教授创建，一直致力于波导类器件和天线的快速设计和仿真算法研究，在模式匹配和有限元、矩量法、有限差分方法的混合运用方面一直保持着世界领先水平，Arndt教授个人已经发表了200多篇国际学术论文。WASP-NET在业内第一个采用了快速MM（模式匹配法）与FE（有限元）/ MoM （矩量法）/ FD （有限差分）4种方法的混合求解技术，既保证求解精度和灵活性，又大大提高求解速度及效率。在WASP-NET中，一个典型的波导滤波器从设计、仿真到优化，在普通PC机上需要的时间小于10分钟；一个带功分馈电网络的248槽波导缝隙行波阵，在512MB内存的笔记本电脑上分析一个频点仅需60秒。

参考客户

美国和欧洲几乎所有大型航空、航天、船舶、雷达电子公司都是WASP-NET的用户，包括美国NASA、美国 K&L、法国Thomson、法国Alcatel Alenia Space、法国 Thales Alenia、德国MBB(DASA)、英国 A1 Microwave等知名企业和单位

功能应用

WASP-NET是一款用于波导器件、波导天线以及波导网络设计、仿真及优化的专业电磁仿真设计软件，具体应用领域如下：

r 滤波器

r 双工器，多工器

r 耦合器

r 极化器

r 移相器r 功分器

r 正交模耦合器

r 波导阻抗变换器

r 波导渐变器

r 连接器及复合接头

r 喇叭天线

r 喇叭集群

r 缝隙阵天线

r 反射面天线

r 馈源网络

波导器件设计

WASP-NET 采用 MM（模式匹配）方法，特别擅长计算含有规则不连续性结构的波导器件，保证高计算精度的同时，求解速度比其他通用电磁仿真软件体现出显著优势。此外，混合使用 FE（有限元）、MoM （矩量法）、FD （有限差分）方法，WASP-NET 可以处理绝大多数结构类型的波导器件。

在波导器件设计方面的具体应用包括：滤波器、双工器（多工器）、耦合器、极化器、移相器、功分器、正交模耦合器、波导渐变器、连接器和复合接头等。

滤波器

WASP-NET 在滤波器设计领域的应用非常广泛。WASP-NET 快速准确的混合求解方法，多种滤波器的综合设计向导，再结合高效的优化引擎，使其可以完成各种滤波器的设计，如波导膜片滤波器、阶跃阻抗式低通滤波器、梳状滤波器、凋落模滤波器、介质滤波器、交叉耦合滤波器等

双工器、多工器

WASP-NET 具有一个双工器综合设计向导，方便用户设计一些基本结构类型的双工器或者多工器。此外，WASP-NET 可以通过接头将多个设计好的滤波器分支以子电路的形式级联构建模型，然后分别进行接头优化和整体结构优化，进而实现设计指标要求。因此，WASP-NET 可以设计与各种滤波器结构形式相对应的所有双工器或者多工器。

耦合器

WASP-NET 具有一个耦合器综合设计向导，方便用户设计一些基本结构类型的耦合器；用户还可以在 WASP-NET 已有设计案例库的基础上，通过频率搬移、尺寸缩放以及进一步优化实现所需频段的耦合器设计；此外，对于一些新颖特殊结构的耦合器，还可以通过WASP-NET手动建模、仿真优化完成设计。

WASP-NET 耦合器综合设计向导结合快速准确的计算能力、高效的优化引擎，能够辅助用户完成各种耦合器的设计，如E 面分支耦合器、H 面窄壁缝隙耦合器、H面脊波导窄壁耦合器、E 面窗孔耦合器、Riblet 耦合器、Squarax 耦合器、交叉耦合器等。

极化器/移相器

用户可以在 WASP-NET 已有设计案例库的基础上，通过频率搬移、尺寸缩放以及进一步优化实现所需频段的极化器或者移相器设计；此外，对于一些新颖特殊结构的极化器或者移相器，还可以通过WASP-NET手动建模、仿真优化完成设计。

WASP-NET快速准确的计算能力、高效的优化引擎，能够辅助用户完成多种极化器或者移相器的设计，如隔膜极化器、波纹极化器、脊波导极化器、圆波导 chord 极化器、E 面 Stub Loaded 波导移相器等。

功分器/合路器

WASP-NET 基于MM （模式匹配）方法，并结合 FE（有限元）、MoM （矩量法）、FD （有限差分）方法，使得WASP-NET 可以处理绝大多数波导结构类型的功分器或者合路器。

用户可以在 WASP-NET 已有设计案例库的基础上，通过频率搬移、尺寸缩放以及进一步优化实现所需频段的功分器或者合路器设计；此外，对于一些新颖特殊结构的功分器或者合路器，还可以通过在 WASP-NET 中手动建模仿真并结合优化的方式完成设计，如 T 型接头功分器/合路器、E 面 post 耦合波导功分器、H 面对称波导功分器/合路器等。

正交模变换器（OMT）

用户可以在 WASP-NET 已有设计案例库的基础上，通过频率搬移、尺寸缩放以及进一步优化实现所需频段的 OMT 设计；此外，对于一些新颖特殊结构的 OMT，还可以通过WASP-NET手动建模、仿真优化完成设计。

WASP-NET快速准确的计算能力、高效的优化引擎，能够辅助用户完成多种 OMT设计，如隔膜 OMT、带 SMA 接头的同轴-波导 OMT、方波导阶跃渐变 OMT等。

渐变器

WASP-NET 主要基于MM （模式匹配）方法，该方法特别擅长处理规则波导不连续性结构，在保证高计算精度的同时，具有极快的计算速度，配合WASP-NET 高效的优化引擎，大大缩短各种波导渐变器的设计周期。

用户可以在 WASP-NET 已有设计案例库的基础上，通过频率搬移、尺寸缩放以及进一步优化实现所需频段的渐变器设计；此外，对于一些新颖特殊结构的渐变器，还可以通过在 WASP-NET 中手动建模仿真并结合优化的方式完成设计，如方圆波导渐变转换器等。

连接器、复合接头

WASP-NET快速准确的混合算法求解能力、高效的优化引擎，丰富的设计案例库，能够辅助用户完成多种连接器或者复合接头的设计，如各种魔 T 接头连接器、各同轴波导转换接头等。

WASP-NET集成并混合使用MM（模式匹配法）、FE（有限元）、MoM （矩量法）、FD （有限差分）四种计算方法，能够仿真设计多种波导类及反射面天线，如喇叭天线、喇叭簇群、缝隙阵天线以及以喇叭天线作为馈源的反射面天线等。

波导天线设计

喇叭天线和喇叭簇群

WASP-NET 采用 MM（模式匹配）方法，特别擅长处理波纹喇叭等规则不连续性结构，保证高计算计算精度的同时，求解速度比其他通用电磁仿真软件体现出显著优势；WASP-NET 的喇叭天线综合设计向导也方便用户缩短喇叭天线的设计周期；此外，WASP-NET 丰富的设计案例库，也方便用户在已有案例基础上进行扩展，实现对应指标的喇叭天线或喇叭簇群设计。

反射面天线

WASP-NET 能够快速准确地设计喇叭天线，即解决了反射面天线系统的馈源。对于各种复杂的反射面结构，可以通过 WASP-NET 的 MoM （矩量法）方法进行精确计算，如各种单反射面天线、双反射面天线等。整个天线的单频点计算大概只需要几十秒。

缝隙阵天线

对于波导缝隙阵，WASP-NET 采用改进的MOM+MM 混合算法进行全波分析，能在很短的时间内完成大型缝隙阵的计算和优化。WASP-NET 中包含了缝隙阵天线的综合设计向导，可以根据输入的指标参数对缝隙阵进行综合设计，直接综合得出缝隙阵缝隙的数量、位置，并能在几秒内得出综合设计的方向图结果。

波导网络设计

WASP-NET 能够分析设计各种结构的波导器件，用于组成波导网络，如各类矩形-圆形波导转换、滤波器、OMT、极化器、魔T等。WASP-NET 可以将各器件以子电路的形式级联组合为一个波导网络进行整体分析和优化。

功能特点

快速准确的计算能力

WASP-NET的计算基于四种混合算法，精度高，速度快，通常结构只需几秒钟即可计算整个频带。在使用优化功能时，配合快速的计算能力，可以在几分钟内完成一个器件从建模、仿真到优化的过程，大大缩短产品设计周期，满足现代市场需求。在优化设计时，为了进一步节省计算时间，可以使用WASP-NET的对称计算功能来减少计算量，同时也可以降低仿真的截止频率来减少仿真时考虑的波导模式数量，加快仿真速度，待优化结束后再修改截止频率进行收敛判断。

独特的多算法求解

WASP-NET 集成了模式匹配mode-matching (MM) 、有限元finite-element (FE)、矩量法method-of-moment (MoM)和有限差分finite-difference (FD) 四种理论方法，针对不同问题有不同的适用算法，在保证计算准确性的同时，大大减少计算时间。WASP-NET是仅有的能将快速的MM解析算法和灵活的FE，MOM，FD全波3D算法混合在一起的工具，能获得最快的求解速度。其中MOM还包括两种改进算法：3维模式匹配（3D MM ，可用于计算6端口腔体）和边界轮廓模式匹配法（boundary contour (BC) MM，可用于计算弧形结构）。MOM 主要应用于天线单元和 3D 波导结构的计算。FE 算法则适用于 2D 和3D 的结构。此外WASP-NET 还包含 FD-TD 求解器，可用于求解任意结构。MM（模式匹配法）/ FE（有限元法）/ 矩量法（MoM）/ 有限差分法（FD）四种求解器是直接集成到CAD技术中，根据不同的单元模型自动调用，不需要用户选择算法。WASP-NET 提供了近300个单元器件库可供调用，对不在库中的元件类型，可以通过其他的软件进行分析，将分析结果以一定格式导入到WASP-NET中进行总体计算。

方便的设计向导功能

WASP-NET 具有多个波导器件及波导天线的设计向导：

r 波导带通滤波器设计向导

r 波导低通滤波器设计向导

r E 面波纹低通滤波器设计向导

r 梳状滤波器设计向导

r 折叠滤波器设计向导/ 交叉耦合滤波器设计向导

r 波导双工器设计向导

r 波导阶梯渐变器设计向导

r 矩形波导变换器设计向导

r 波导耦合器设计向导

r 喇叭天线设计向导

r 缝隙阵天线设计向导

采用WASP-NET的滤波器设计向导功能，可以在几分钟内设计出一个典型的腔体耦合波导滤波器。

强大的优化功能

由于WASP-NET求解速度快，并且是参数化的模型，能很方便地对设计结果进行优化。WASP-NET 拥有三个功能强大的优化器： EVOLUTION －先进的自学习进化优化器（全局最优）、 POWELL －梯度优化器、 EXTREME －直接搜索优化器。WASP-NET 具有完备的MM/FE/FD/MoM 标准化模块，可以在图形用户界面中选择（现在大约有300 个标准单元），如阶梯、各种膜片、金属插片、拐角、拐角腔、栓柱、T 型结、X 型结、6 端口结、Y 型结、斜角弯、脊和waffle 连接段、螺栓模型、用户自定义单元、口径面等等。这些模块能够任意组合，使设计者能够优化任意所需复杂度的客户化器件。

丰富的设计案例库

WASP-NET 7.0 版本提供设计案例库，该案例库中包含各类波导器件及喇叭天线、缝隙阵天线的案例，方便设计者参考。此外，WASP-NET 的安装目录下还带有更多更详尽的设计案例，并提供详细的设计指导手册。对于类似结构的应用，设计者只需对结构进行缩放、优化即可完成自己的设计。

运行环境和配置

WASP-NET 的推荐硬件配置如下：

§ CPU： Pentium processors P4 或同等级别的AMD，时钟频率推荐 3 GHz clockrate或更高。

§ 内存：1028 MB RAM或更高，推荐DDR RAM 或同等存取速度内存。

§ 显示器：最小分辨率1024 x 760 像素

操作系统推荐采用Windows XP Professional x64 Edition ，支持Win 98, Win NT, Win ME，Win2000，Win XP，Win Vista ，其中Windows 2000, XP, NT 目前允许最多调用 4095 MB内存。

如果采用LINUX 系统，推荐采用“S.u.S.e. ”或“RedHat ”。

总结

§ 能够针对规则波导结构，进行全波电磁场仿真，应用领域如下：

r 波导器件，如滤波器、双工器、耦合器、功分器等；

r 波导天线，缝隙阵天线、喇叭天线、反射面天线；

r 由多个波导器件或波导天线组成的波导网络。

§ MM、MoM、FEM、FD 四种混合算法，保证了快速准确的计算能力

§ 具有强大的综合设计向导功能，提高设计效率

§ 高效的优化引擎，能够辅助完成进一步设计

§ 完备的公差分析，能够降低产品批量加工的成本风险

§ 丰富的设计案例库，能够给客户提供更多的参考