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基于HFSS的射频微波系统设计仿真平台
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2017-11-08
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一、概述：
射频/微波电路是雷达、导航、测控、制导、通信和电子对抗系统的重要组成部分，对系统 的性能和可靠性有重要影响。随着小型化要求和系统指标包括发射功率、接收灵敏度、工作带宽、通道一致性的不断提高，对射频微波有源和无源电路提出了更高的要求，进一步加大了设计难度，主要体现在：
1）、技术指标高，设计调试量大；
2）、仿真计算量大，非线性交调与谐波分量增加；
3）、设计参数敏感度提高，对加工精度和参数准确度要求高；
4）、寄生效应突出，影响电路性能；
5）、与天线的协同设计与调试；
6）、发热和温升对电路性能的影响。
基于射频/微波电路的这些特点，想要高效进行射频/微波电路的设计，需要仿真软件具备以下功能：
1）、具备强大的非线性电路设计仿真能力，能够对任意多的谐波分量、多个晶体管、多级电路进行精确仿真，具备仿真整个收发链路，包括混频、滤波、放大、倍频、振荡等的能力；
2）、能够导入电路板布线数据和层叠结构，能够方便地改变电路板材料特性，研究不同电路板材料和布线方式对性能的影响，并与非线性电路结合，仿真电路布线后的性能并进行优化；
3）、具备版图生成和版图电磁场仿真能力，能够仿真结构紧凑的射频微波电路的版图效应，提高电路设计与藩镇的精度；
4）、具备精确、鲁棒的三位电磁场仿真设计工具，仿真各类滤波器、功分器、波导等结构；
5）、能够与我们三维结构电磁场工具进行协同设计仿真，准确有源和无源电路中的三维互连结构对电路性能的影响。
二、ANSYS基于HFSS的射频/微波电路系统设计仿真平台
基于射频/微波电路系统设计所遇到的上述特点与挑战，ANSYS基于HFSS高频工具和Designer电路系统设计工具，可以实现从底层器件（有源电路、无源器件）到封装再到组件/系统完全在同一环境下，动态链接协同仿真。
ANSYS基于HFSS的射频/微波电路系统设计仿真平台如下图：
该平台的应用特点如下：
1）、支持射频微波无源系统设计；
2）、支持高性能固态功率放大器设计；
3）、支持LTCC 模块设计；
4）、支持微波单片集成电路（MMIC）设计；
5）、支持与天线系统的协同设计。
射频/微波电路是雷达、导航、测控、制导、通信和电子对抗系统的重要组成部分，对系统 的性能和可靠性有重要影响。随着小型化要求和系统指标包括发射功率、接收灵敏度、工作带宽、通道一致性的不断提高，对射频微波有源和无源电路提出了更高的要求，进一步加大了设计难度，主要体现在：
1）、技术指标高，设计调试量大；
2）、仿真计算量大，非线性交调与谐波分量增加；
3）、设计参数敏感度提高，对加工精度和参数准确度要求高；
4）、寄生效应突出，影响电路性能；
5）、与天线的协同设计与调试；
6）、发热和温升对电路性能的影响。
基于射频/微波电路的这些特点，想要高效进行射频/微波电路的设计，需要仿真软件具备以下功能：
1）、具备强大的非线性电路设计仿真能力，能够对任意多的谐波分量、多个晶体管、多级电路进行精确仿真，具备仿真整个收发链路，包括混频、滤波、放大、倍频、振荡等的能力；
2）、能够导入电路板布线数据和层叠结构，能够方便地改变电路板材料特性，研究不同电路板材料和布线方式对性能的影响，并与非线性电路结合，仿真电路布线后的性能并进行优化；
3）、具备版图生成和版图电磁场仿真能力，能够仿真结构紧凑的射频微波电路的版图效应，提高电路设计与藩镇的精度；
4）、具备精确、鲁棒的三位电磁场仿真设计工具，仿真各类滤波器、功分器、波导等结构；
5）、能够与我们三维结构电磁场工具进行协同设计仿真，准确有源和无源电路中的三维互连结构对电路性能的影响。
二、ANSYS基于HFSS的射频/微波电路系统设计仿真平台
基于射频/微波电路系统设计所遇到的上述特点与挑战，ANSYS基于HFSS高频工具和Designer电路系统设计工具，可以实现从底层器件（有源电路、无源器件）到封装再到组件/系统完全在同一环境下，动态链接协同仿真。
ANSYS基于HFSS的射频/微波电路系统设计仿真平台如下图：
该平台的应用特点如下：
1）、支持射频微波无源系统设计；
2）、支持高性能固态功率放大器设计；
3）、支持LTCC 模块设计；
4）、支持微波单片集成电路（MMIC）设计；
5）、支持与天线系统的协同设计。
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