基于HFSS的射頻微波系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)介紹過程

一、概述：

射頻/微波電路是雷達(dá)、導(dǎo)航、測(cè)控、制導(dǎo)、通信和電子對(duì)抗系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)系統(tǒng) 的性能和可靠性有重要影響。隨著小型化要求和系統(tǒng)指標(biāo)包括發(fā)射功率、接收靈敏度、工作帶寬、通道一致性的不斷提高，對(duì)射頻微波有源和無源電路提出了更高的要求，進(jìn)一步加大了設(shè)計(jì)難度，主要體現(xiàn)在：

1）、技術(shù)指標(biāo)高，設(shè)計(jì)調(diào)試量大；

2）、仿真計(jì)算量大，非線性交調(diào)與諧波分量增加；

3）、設(shè)計(jì)參數(shù)敏感度提高，對(duì)加工精度和參數(shù)準(zhǔn)確度要求高；

4）、寄生效應(yīng)突出，影響電路性能；

5）、與天線的協(xié)同設(shè)計(jì)與調(diào)試；

6）、發(fā)熱和溫升對(duì)電路性能的影響。

基于射頻/微波電路的這些特點(diǎn)，想要高效進(jìn)行射頻/微波電路的設(shè)計(jì)，需要仿真軟件具備以下功能：

1）、具備強(qiáng)大的非線性電路設(shè)計(jì)仿真能力，能夠?qū)θ我舛嗟闹C波分量、多個(gè)晶體管、多級(jí)電路進(jìn)行精確仿真，具備仿真整個(gè)收發(fā)鏈路，包括混頻、濾波、放大、倍頻、振蕩等的能力；

2）、能夠?qū)腚娐钒宀季€數(shù)據(jù)和層疊結(jié)構(gòu)，能夠方便地改變電路板材料特性，研究不同電路板材料和布線方式對(duì)性能的影響，并與非線性電路結(jié)合，仿真電路布線后的性能并進(jìn)行優(yōu)化；

3）、具備版圖生成和版圖電磁場(chǎng)仿真能力，能夠仿真結(jié)構(gòu)緊湊的射頻微波電路的版圖效應(yīng)，提高電路設(shè)計(jì)與藩鎮(zhèn)的精度；

4）、具備精確、魯棒的三位電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)工具，仿真各類濾波器、功分器、波導(dǎo)等結(jié)構(gòu)；

5）、能夠與我們?nèi)S結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)工具進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)仿真，準(zhǔn)確有源和無源電路中的三維互連結(jié)構(gòu)對(duì)電路性能的影響。

二、ANSYS基于HFSS的射頻/微波電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)

基于射頻/微波電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)所遇到的上述特點(diǎn)與挑戰(zhàn)，ANSYS基于HFSS高頻工具和Designer電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具，可以實(shí)現(xiàn)從底層器件（有源電路、無源器件）到封裝再到組件/系統(tǒng)完全在同一環(huán)境下，動(dòng)態(tài)鏈接協(xié)同仿真。

ANSYS基于HFSS的射頻/微波電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)如下圖：

該平臺(tái)的應(yīng)用特點(diǎn)如下：

1）、支持射頻微波無源系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

2）、支持高性能固態(tài)功率放大器設(shè)計(jì)；

3）、支持LTCC 模塊設(shè)計(jì)；

4）、支持微波單片集成電路（MMIC）設(shè)計(jì)；

5）、支持與天線系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)。