微波電路及設計基礎知識(編輯修改稿)
2025-07-20 04:15 本頁面
【文章內容簡介】 線性/非線性微波電路仿真軟件；② ；③ 3D電磁場仿真軟件；④ 系統(tǒng)仿真軟件；⑤ 專用電路的設計軟件。⑥ 排版軟件表2 主要的微波電路CAD軟件簡介序號名稱主要性能廠商1ADS綜合軟件包Agilent 2Serenade綜合軟件包Ansoft3MW Office線性/非線性電路、AWR4GENESYS 線性/非線性電路、濾波器設計等Eagleware5MMICAD線性/非線性電路設計OPTOTEK6MomentumAgilent7EnsembleAnsoft8emSonnet9HFSS3D電磁場仿真Ansoft10MW Studio3D電磁場仿真CST11Symphony系統(tǒng)仿真Ansoft12Clementine共形天線設計Ansoft13Protel電路板布線PROTEL14AutoCAD電路板布線Autodesk 微波電路計算計輔助設計簡介微波電路計算計輔助設計（CAD）技術是電子設計自動化（EDA）技術的一個分支，用于射頻及微波電路的計算機仿真和優(yōu)化設計。 微波電路CAD的特點及主要內容與其它電子EDA技術相比，微波電路CAD軟件具有以下幾個特點：① 必須有精確的傳輸線模型和各種器件模型；② 有時必須采用電磁場仿真等數(shù)值仿真工具；③ 一般都具有S參數(shù)分析的功能。在微波電路CAD技術中，各種傳輸線及其不均勻區(qū)模型、組件之間的寄生耦合模型以及微波有源器件的非線性模型等，在技術上的難度都非常大。微波電路CAD包括線性微波電路的S參數(shù)計算、直流分析、線性/非線性噪聲分析、非線性電路的瞬態(tài)分析、非線性電路的諧波分析（功率壓縮、交調和諧波特性等）、優(yōu)化設計、容差分析、布線和版圖設計等，甚至還可以包括微波器件的建模和參數(shù)提取以及計算機輔助測試。 常用的分析方法線性電路：采用等效電路模型和S參數(shù)矩陣級聯(lián)計算。非線性電路：Spice、諧波平衡法、包絡仿真法等。電磁場仿真：常采用矩量法和有限元法等數(shù)值計算方法。 優(yōu)化給定電路的網(wǎng)絡拓撲結構、各個組件的初始值，以及電路的設計指針的目標參數(shù)，CAD軟件將自動改變各組件值，直到滿足要求。CAD軟件通常都具有的，也是最常用的優(yōu)化方法是隨機優(yōu)化和梯度法。當然，一些軟件還提供了其它的優(yōu)化方法供選擇。 設計步驟微波電路CAD設計的步驟可大致總結如下：① 根據(jù)技術性能指針的要求，選擇半導體器件。② 對于不需要半導體器件的微波無源電路，根據(jù)技術性能指針的要求，選擇網(wǎng)絡拓撲結構。③ 根據(jù)所選器件的具體參數(shù)，設計匹配電路的拓撲結構。④ 確定（或計算）電路中各個組件的初始值。⑤ 根據(jù)技術性能指針的要求，設置優(yōu)化目標（或參數(shù)）。⑥ 根據(jù)經(jīng)驗或試驗性地選擇若干優(yōu)化變量（或組件）。⑦ 選擇優(yōu)化方法，并進行優(yōu)化。⑧ 進行容差分析。⑨ 進行版圖的設計并輸出版圖。⑩ 進行性能指針的復核，進行版圖的檢查，并提出結構設計的要求。 幾點經(jīng)驗和建議① 必須保證器件選擇、匹配電路或網(wǎng)絡拓撲設計的正確性。② 電路中各組件初始值的選擇應盡量準確。這將有利于優(yōu)化計算的快速收斂，并保證優(yōu)化設計能夠達到全局最優(yōu)點，而不是局部的極小（或極大）點。③ 對于存在多個優(yōu)化目標參數(shù)的一般情況，應根據(jù)實際的需要，分出主次或考慮折衷，并進行加權。④ 關于優(yōu)化變量（或組件）的選擇，一方面可以根據(jù)自己的經(jīng)驗，另一方面也可以先選擇其中幾個進行試探。特別是當組件（或變量）較多時，一般不主張都選擇為優(yōu)化變量。⑤ 對于優(yōu)化方法的選擇，通常是先隨機法，后梯度法，這樣將有助于使設計達到全局最優(yōu)。⑥ 在電路設計的過程中，必須要考慮組件標稱值的因素。另外對于分布參數(shù)電路，電路參數(shù)的取值必須要符合相應的工藝要求。 設計舉例 例1： 2GHz低噪聲放大器的設計頻率范圍:～；管子型號:AT41411，為微波雙極晶體管CAD軟件：ADS 圖38 2GHz低噪聲放大器電路 圖38 2GHz低噪聲放大器仿真結果 例2： 5GHz發(fā)夾式微
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