CST用IDEMWORK提取寬帶宏模型（上）

本期介紹如何用CST的IDEMWORK提取寬帶宏模型（Broadband Macromodeling）。我們分為上下兩個部分介紹，第一部分是宏模型及軟件介紹，第二部分介紹實際案例。

什么是宏模型

宏模型技術是將頻域網絡參數轉換為無源和因果網表形式，這種網表形式的模型可以用在時域和頻域的仿真。宏模型轉換現在是一種標準的方法，被用來進行復雜的無源互聯器件的分析和仿真。

通常的做法是首先對通道的結構模型進行頻域電磁仿真或高頻測量，產生頻率點表，例如S參數矩陣。 然后對這些數據運行一些具有無源約束的擬合算法以獲得被動有理逼近，可以生成SPICE模型用于系統級的仿真。

為什么要用宏模型

通常我們在仿真互聯結構的無源通道，得到的是S參數結果。

而通常的電路仿真(HSPICE, NSPICE, NEXXIM, 等)都是基于公式形式進行的。電路仿真在時域瞬態仿真時是沒法直接對頻域采樣的數據進行處理的，所以如何將數據（touchstone）轉換成模型（Spice）被電路求解器所接受，通常有兩種方法。

一種方法是對數據進行逆傅立葉變換，然后通過數值卷積進行時域仿真。這種方法通常非常耗時，而且在轉換的過程中會損失很大一部分精度，所以用的比較少。

另一種就是本軟件的做法：根據數據擬合等效電路，即宏模型的轉換，這種方法通常需要一些近似逼近。是目前最有效的進行頻域轉換模型的辦法。

無源性和因果性Passivity and Causality

對于一個互聯結構，從物理上來說他總是無源（不會產生和放大能量）且因果（響應總是發生在激勵之后）的。用兩張圖來說明什么是無源系統和因果系統。

仿真和測量誤差和人物錯誤都會導致非無源和非因果的系統出現，這些都是不對的。對于系統來說，在頻域里的一些無源性問題會造成系統在時域仿真中出現不希望看到的諧振。對于因果網絡一樣，如果在頻域S參數里一個非常小的問題會導致在時域仿真中出現非常大的錯誤。

在處理這些數據轉換過程中，最重要的是要保證這些互聯網絡符合無源性和因果性。對于系統來說有一條原則就是GIGO（垃圾進垃圾出），對于一些特別差的數據，再好的軟件也沒法把錯誤掰過來。

IDEM的優勢

在保證無源性和因果性的基礎上，要很快的用高階模型完成擬合，并且還有很高的精度，這些都是IDEM所能做到的事情。

IDEM現在已經是達索Simulia CST下的一個模塊，在CST2019版本里，已經集成進了界面。