前言

随着无线通信行业的不断发展，对设计的要求也在不断提高。如何提高系统性能、降低成本和缩短研制周期，已经成为设计者需要解决的主要问题。传统的基于工程经验或预估近似的设计方法已经无法满足实际工程的要求，而以电磁场仿真技术为基础的电子设计自动化（EDA）软件已经成为研发人员必不可少的工具，EDA几乎覆盖了通信系统设计的各个环节，包括半导体集成电路、系统集成和天线设计等整个过程。基于物理原型的电磁场仿真软件解决方案能够准确地仿真和验证设计原型，可以使设计仿真结果与实验测试结果基本相同，从而大大缩短了产品的研制周期、降低了研制费用。目前，此类软件已经广泛应用于国防、航空、航天、汽车、船舶及机电系统设计中。

Rainbow系列电磁仿真软件是由无锡飞谱电子信息技术有限公司自主研发的三维电磁场全波分析仿真软件，它具有强大的几何建模功能、创新的电磁算法和优化技术，以及丰富的图表显示功能，为设计者提供了功能全面、易于使用的一体化集成操作环境。Rainbow系列软件包含有限元、边界元、物理光学等多个算法引擎，具备从射频到太赫兹应用领域、从电学小尺寸到电学大尺寸的复杂模型的仿真分析能力，必将成为国产EDA/CAE核心软件中的重要一员，为解决国内高科技领域的关键难题贡献力量。

本书基于Rainbow Studio 9.0软件，通过大量实例，详细介绍了Rainbow系列软件的使用方法、建模过程及结果分析等。

第1章介绍了电磁场基础与数值计算方法，包括麦克斯韦方程组、求解域和阻抗的边界条件、计算电磁学的典型算法等内容。

第2章介绍了Rainbow Studio软件的基本操作，包括安装软件及申请许可证的操作流程、软件的操作界面、各工具栏的功能，以及如何设置端口激励、网格和边界条件等内容。

第3章介绍了BEM仿真实例，通过反射抛物面天线等实例讲解在Rainbow-BEM3D模块中进行建模及仿真的方法，以及对求解完成的几何模型进行结果分析的方法。

第4章介绍了FEM仿真实例，讲解了Rainbow-FEM3D模块的基本使用流程，以及Rainbow-Eigen模块是如何计算并导出本征值的。

第5章介绍了Layout仿真实例，讲解了将PCB导入Rainbow-Layout3D模块的方法，以及在Rainbow-Layout3D模块中对PCB进行剪切并导出FEM Model项目的过程。

第6章介绍了SBR仿真实例，通过Cavity实例讲解了在Rainbow-SBR模块中建模并添加多层阻抗的方法，并在此基础上分析了仿真结果。

第7章介绍了ENS仿真实例，通过Antenna实例讲解了在Rainbow-ENS模块中添加导航方案的方法，并在此基础上分析了仿真结果。

本书由周润景、刘浩和杜文阔著。其中，刘浩和杜文阔共同完成了第6章的写作工作，周润景完成了其余章节的写作工作。全书由周润景统稿、定稿。

在本书编写过程中，得到了无锡飞谱电子信息技术有限公司的包善、周曙光与胡劲松等专家的大力支持，在此表示感谢。

为便于读者阅读、学习，特提供与本书配套的工程文件及操作视频文件，请访问华信教育资源网（https://www.hxedu.com.cn/）下载相关资源文件。读者如果需要试用软件、技术指导等服务，请直接联系无锡飞谱电子信息技术有限公司（0510-88575846，support＠rst-em.com）。

由于Rainbow系列软件的功能非常强大，书中难免有疏漏和不足之处，欢迎读者批评指正。

著者

2020年12月