XFdtd 是基于时域有限差分（FDTD）方法的全波三维电磁场仿真软件。FDTD是直接对Maxwell 方程的微分形式进行离散的时域方法，天生适合解决宽频瞬态问题，如雷电脉冲、HIRF电磁脉冲等，各类材料问题，复杂精细结构和电大尺寸的天线及阵列设计，电中小尺寸的天线布局问题等。

FDTD 方法计算复杂度低，所需内存和计算时间与未知量成正比，仿真电大尺寸复杂精细结构效率高。此外，通过GPU 硬件加速，可以将仿真速度提升50~300 倍，是工业上第一款支持MPI 并行仿真的平台。

XFdtd广泛应用于天线及阵列、天线布局、微波器件、电磁兼容、生物电磁、特殊材料、光子晶体等领域。

XFdtd软件目前最新版本为7.7.1.1 (2018年5月)。

XFdtd 是 REMCOM 软件包核心产品之一，该软件包是美国 REMCOM 公司开发的一套集电磁数值计算方法 FDTD（时域有限差分法），UTD（一致性绕射理论），GTD（几何绕射理论），SBR/ER（射线跟踪模型）的三维电磁仿真软件包，包括 XFdtd，XGtd，Wireless InSite，RLD 等产品，分别完成电小尺寸，电大尺寸目标系统，复杂电磁环境，专业罗特曼透镜设计等的电磁计算仿真分析。

从1994年发布第一个版本以来，该软件包广泛应用于各种科研、工业设计、军工生产等方面。XFdtd 在天线设计、辐射散射分析、电磁兼容分析等领域具有独特的优势。

关于REMCOM

REMCOM受美国军方资助，开发了一系列电磁仿真软件产品，包括XFDTD、XGTD、Wireless Insite、RLD，分别针对不同层面提供电磁仿真解决方案。REMCOM产品一直应用于美国军方，多次获得美国军方颁发的最佳企业合作奖等殊荣，并且基于公司的研发能力，REMCOM的产品在同类产品中一直处于领先地位。

REMCOM 软件包在全球有超过1000家客户，广泛分布于航空、航天、船舶、车辆与轨道交通、电子与电信等多个领域。

大唐移动通信设备有限公司

美国摩托罗拉

美国英特尔

思科系统

西门子

北电网络

波音商业飞行器公司.

波音卫星系统公司

洛克西德马丁公司

美国雷神公司（Raytheon）

通用 India

NEC Japan

RADAR MMS/Pulse

Systems (俄罗斯)

国内众多研究所

NASA Marshall Space Flight Center

NASA Langley

Naval Air Warfare Center

Naval Surface Warfare Center

Air Force Research Lab

Brooks Air Force Base

FAA

FDA

Defence Research

US Army CECOM

US Geological Survey

Japan Defense Agency

清华大学

北京理工大学

北方工业大学

浙江大学

香港大学

香港城市大学

厦门大学

斯坦福大学

哈佛大学

伯明翰大学

奥克兰大学

滨州大学

佛罗里达大学

XFdtd 主要应用领域包括：

§ 各类单元天线的仿真设计：手机天线、WLAN 天线、基站单元天线、分集天线、汽车玻璃天线、车载杆状天线等；

§ 各种载体的天线布局：手机、笔记本、汽车等；

§ 微波器件：滤波器、功分器、耦合器、环流器等；

§ 电磁兼容：屏蔽、耦合、接地、封装等；

§ 生物电磁效应：由移动电话、无线局域网、电台、车载天线等引起的SAR，核磁共振成像设计，FCC 认可的医疗植入通讯服务（MICS）等；

§ 散射分析：雷达散射截面、近场危害等；

§ 特殊材料：非线性、色散、负指数和各向异性材料等；

§ 光波导传播特性等光学研究；

§ 地质学和逆散射；

§ 等离子体；

§ 雷电、高强度电磁脉冲等。

各类单元天线的仿真设计

XFdtd 采用共形网格技术，可以高效快速的建模及仿真单元微带贴片天线、手机天线、基站天线、WLAN天线、分集天线以及汽车玻璃天线等。

各类天线阵列的仿真设计

XFdtd 解决电大尺寸复杂精细结构阵列时所需要的硬件资源相对较少，且能够灵活改变阵列天线馈电端口的激励幅度和相位，实现相控阵天线的仿真和优化。

XFdtd 可以仿真模拟出阵列天线的所有参数，如有源驻波比、阵元之间的互耦、2D 和3D 辐射及散射方向图、瞬态和稳态近场分布等。

载体天线布局的仿真分析

XFdtd 可以对天线安装在载体上的特性进行预测。由于手机、通讯设备、车辆等载体或周边环境对天线的近场有较大影响，可能导致天线远场特性有较大畸变。通过XFdtd 提前进行预测，省去大量外场试验的时间及经费。

XFdtd 可以预测载体上多天线之间的耦合。由于手机、通讯设备、车辆等载体上通常搭载多副天线，天线之间相互干扰严重，采用 XFdtd 提前预测天线之间的耦合，并对天线位置进行优化，可以降低近频天线之间的干扰。

微波射频器件仿真分析

XFdtd 可以仿真各种微波射频器件，如连接器、功分器、耦合器、循环器、滤波器等。

电磁兼容问题分析

Fdtd 使用体剖分，用相应独立的字节存储每个空间网格的材料特性，特别适合仿真各种特殊的电或磁性材料、吸波材料、左手介质、等离子体、各向异性材料、色散材料、磁性铁氧体、非线性各向异性电介质、不同半径的各种导线等。XFdtd 在电磁兼容方面有诸多应用，可分析设备级电磁兼容和电磁干扰问题，如机箱的屏蔽效能、线缆的抗干扰能力、电子设备的封装特性等。

生物电磁效应分析

生物电磁效应计算方面，XFdtd 是第一个具有 SAR 计算能力的商业 FDTD 电磁求解器，遵循 ANSI/IEEE C95.3:2002 标准，可以计算1克SAR、10克SAR、整体平均SAR和局部峰值SAR，XFdtd 计算的平均 SAR 值遵循 IEEE/ICES 1528.1标准。XFdtd 计算结果和 IEEE 1528-2003 标准测量结果非常一致。

XFdtd 协同人体模型动作编辑工具VariPose，可以考察人体不同姿态对天线辐射性能等电磁特性的影响。

特殊材料分析

XFdtd 使用体剖分，用相应独立的字节存储每个空间网格的材料特性，特别适合仿真各种特殊的电或磁性材料、吸波材料、左手介质、等离子体、各向异性材料、色散材料、磁性铁氧体、非线性各向异性电介质、不同半径的各种导线等。

光子晶体分析

FDTD 算法非常灵活，广泛应用于光子晶体领域，能仿真分析光波导传播特性、光子晶体的透射率和反射率、光谱分析、等离子体的注入和损耗等。

求解电大尺寸精细结构效率高

FDTD方法的仿真时间和内存与未知量成线性关系，仿真时所需硬件资源相对较少，因此XFdtd 适合解决电大尺寸复杂精细结构问题，如电大尺寸的阵列天线、天线布局等。表格1基站天线阵.

并行求解能力强

XFdtd 是全球第一款支持并行 MPI 的电磁仿真软件。FDTD 的算法特性保证 XFdtd 并行效率特别高。

硬件加速能力强

解决电大尺寸复杂精细结构问题时需要大量网格，即使计算复杂度最低的 XFdtd 也需要大量计算时间。对于天线布局问题，天线的位置、几何结构参数、材料参数等都可能是不确定的，需要进行多次仿真对比，仿真进程严重受限于运算速度。在实际工程项目中，如何缩短仿真周期，提高工作效率，在最短时间内给出工程上合理的仿真结果直接决定项目的成败。XStream 利用最先进的图形显卡技术，动态地改变处理速度，实现了基于串行浮点运算中的现代电子图形卡的GPU 计算功能，能显著提高 XFdtd 运算速度。新一代XStream 采用NVIDIA CUDA 架构的GPU，根据工程大小和 GPU 配置的不同，计算速度比 64位的单CPU 快 50~300 倍。

宽频瞬态求解能力强

XFdtd 基于时域算法，采用脉冲激励，一次计算获得整个宽频段结果，适合计算宽频瞬态响应。

模拟各种复杂材料

XFdtd 使用体剖分，用相应独立的字节存储每个空间网格的材料特性，特别适合仿真各种特殊的电或磁性材料、吸波材料、左手介质、等离子体、各向异性材料、色散材料、磁性铁氧体、非线性各向异性电介质、不同半径的各种导线等。

高效建模能力

XFdtd 具有简单、高效的建模工具，通过模型编辑器，可以建立基本的三维实体模型、二维模型，通过复制、移动、缩放、旋转、布尔等操作进行复杂形状的组合，建模过程会保存对模型的操作历史，方便进行撤销操作。使用 XFdtd 自带的模型编辑器，可以创建任意模型。

支持各种 CAD 模型导入

XFdtd 支持业界常用CAD 工具，支持SAT 、SAB 、STEP、IGES、Parasolid、ProE、DXF、STL、VDA FS、UG、SolidWorks、Inventor、CATIAV4/V5、VariPose volume data 等文件格式的导入和导出。

强大的后处理能力

XFdtd 后处理功能非常强大：

§ 提供二维场、电流显示，三维稳态表面电流显示，二维 SAR 值显示，还可以将瞬态场强记录下来，生成动画，便于工程师交流；

§ 提供近场、电流随时间的变化，阻抗、S 参数随频率的变化，天线方向图、电压驻波比（VSWR）、辐射效率等，能对瞬态结果进行快速傅立叶变换；

§ 电场分布图可真实再现平面电磁场分布状态，帮助工程师观察器件的振荡情况，找到耦合关系等；

§ 交互显示历史仿真记录，保存每次仿真结果，专门的结果浏览器查看不同工程的不同次仿真结果，当历史仿真结果过多时，过滤和查找功能辅助快速查找仿真结果；

§ 基于鼠标的结果图表导航功能，可以通过鼠标滚轴来控制缩放，即使是大数据量的图表结果，显示效果也非常流畅；

§ 仿真过程自动更新结果显示，方便实时查看；

§ 通过多种智能选项自定义图表显示结果，包含 4 种（水平、垂直、十字、点）标记方式，结果可导出为数据和图片。

自定义脚本功能

XFdtd 提供强大的API，允许用户自定义功能特性：

§ Function Scripts ；

§ Macro Scripts ；

§ Full featured Script Editor 。

用户可通过脚本语言开发自定义的功能对话框，通过API 函数调用 XFdtd，增加了软件的扩展性。

支持丰富激励源

XFdtd 支持三种不同的信号源：离散源、平面波、高斯柱，可以满足不同应用需要，如使用离散源来激励天线，使用平面波激励来计算近场特性；可以模拟各种激励波形：高斯脉冲、高斯微分脉冲、高斯调制脉冲、正弦波、自定义波形等；可以模拟各种端口特性：带有串、并联RLC 的电压、电流源，非线性电容，可编程设置开关，二极管，无源RLC 负载等。

XFdtd 是业界第一个可以无差别地在 WINDOWS/MAC/LINUX 平台上运行的电磁仿真软件，用户在不同系统下可以操作相同的软件界面。具体运行环境和配置要求如下：

XFdtd 支持如下操作系统：

§ Microsoft Windows XP、Vista 和 Win7，支持32和 64位版本；

§ Red Hat Enterprise Linux 5或其他系列版本，支持32和 64位版本；

§ Mac: OS X 10.5 (Leopard) 或更高版本。

系统硬件最低要求：

§ 1GB内存，推荐使用2GB (或更多) ；

§ 1024 x 768显示分辨率(1280 x 1024 或更高)；

§ ATI Radeon 7500 或 nVidia GeForce 4 或更高性能显卡；

§ 250 MB硬盘空间用于安装软件；

§ 300 MB 以上硬盘空间用于安装案例文件。

§ XFdtd 是最好的基于 FDTD 方法全波三维电磁场仿真软件；

§ 广泛应用于天线及阵列、天线布局、微波器件、电磁兼容、生物电磁、特殊材料、光子晶体等领域；

§ 非常适合仿真宽带、瞬态、复杂精细结构天线及阵列、天线布局、生物电磁效应；

§ 瞬态宽频处理能力强、求解电大尺寸复杂精细结构效率高、适合并行、易处理各种材料；

§ GPU 硬件加速达 50~300 倍、OpenMP 和 MPI 并行性能好；

§ 界面友好、建模方便、后处理能力强。