射頻電路_Microwaveoffice軟件介紹

1、Research Institute of Antennas & RF Techniques射頻電路與天線（一）射頻電路與天線（一） RF Circuits and Antennas第第1010講講 Microwave Office 軟件介紹軟件介紹王世偉華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院天線與射頻技術(shù)研究所天線與射頻技術(shù)研究所TEL: 22236201-604Email:Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology10.1 引言引言v Mi

2、crowave Office軟件由美國軟件由美國AWR公司開發(fā)，公司開發(fā)，是進(jìn)行射頻、微波電路設(shè)計及仿真的專業(yè)軟件。是進(jìn)行射頻、微波電路設(shè)計及仿真的專業(yè)軟件。v它可以進(jìn)行微波電路的線性、非線性仿真及電它可以進(jìn)行微波電路的線性、非線性仿真及電磁仿真，對電路進(jìn)行分析、優(yōu)化，還可將原理圖磁仿真，對電路進(jìn)行分析、優(yōu)化，還可將原理圖轉(zhuǎn)換為布線圖，最后生成印制線路板圖。轉(zhuǎn)換為布線圖，最后生成印制線路板圖。vMicrowave Office軟件有很直觀的用戶界面，軟件有很直觀的用戶界面，是進(jìn)行微波電路的理論研究和實際應(yīng)用的強有力是進(jìn)行微波電路的理論研究和實際應(yīng)用的強有力工具，在通信、電子等行業(yè)的各大研究所、

3、公司工具，在通信、電子等行業(yè)的各大研究所、公司有廣泛的應(yīng)用。有廣泛的應(yīng)用。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv主菜單與工具條主菜單與工具條主菜單在軟件主窗口的頂部，包括主菜單在軟件主窗口的頂部，包括File，Edit、Project等下拉菜單。等下拉菜單。工具條在主菜單的下一行，是一些常用選項，工具條在主菜單的下一行，是一些常用選項，將鼠標(biāo)放在任意圖標(biāo)上，會顯示該按鈕的說明。將鼠標(biāo)放在任意圖標(biāo)上，會顯示該按鈕的說明。主窗口的左側(cè)為瀏覽頁，左側(cè)底部是各瀏覽主窗

4、口的左側(cè)為瀏覽頁，左側(cè)底部是各瀏覽頁的標(biāo)簽，共三種，點擊標(biāo)簽即打開相應(yīng)瀏覽頁的標(biāo)簽，共三種，點擊標(biāo)簽即打開相應(yīng)瀏覽頁。右側(cè)空白窗口為繪圖工作區(qū)。頁。右側(cè)空白窗口為繪圖工作區(qū)。10.2 軟件設(shè)計環(huán)境軟件設(shè)計環(huán)境Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyvProj（工程瀏覽頁工程瀏覽頁） 點擊主窗口左

5、下部的點擊主窗口左下部的“Proj”標(biāo)簽即可激活工標(biāo)簽即可激活工程瀏覽頁，包括工程的全部選項，為分層結(jié)程瀏覽頁，包括工程的全部選項，為分層結(jié)構(gòu)，如圖構(gòu)，如圖1所示。所示。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyvDesign Notes：為工程設(shè)計備忘錄 vProjectOptions：為項目確定整體屬性 vGlobal Definitions：用來設(shè)置全局變量，包括所有用來對參數(shù)賦值的方程和函數(shù) 。 vData Files：為數(shù)據(jù)文件組vSystem Diagr

6、ams：系統(tǒng)仿真選項 vCircuit Schematics：電路仿真選項 vEM Structures: 用來控制EM仿真的參數(shù) vOutput Equations：測量數(shù)據(jù)用表或圖的形式顯示出來之前對其進(jìn)行信息處理的vGraphs： 代表了MWO的輸出 vOptimizer Goals：優(yōu)化目標(biāo)。 vYield Goals: 生產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)指標(biāo)。vWizards: 設(shè)計向?qū)esearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv Elem（元件瀏覽頁元件瀏覽頁） 單擊主窗口左

7、下部的單擊主窗口左下部的“ElemElem”標(biāo)簽即可激活元件標(biāo)簽即可激活元件瀏覽頁。瀏覽頁。 元件瀏覽頁分上、下兩部分。上半部分是垂元件瀏覽頁分上、下兩部分。上半部分是垂直排列、可展開的元器件總表，類似于窗口直排列、可展開的元器件總表，類似于窗口瀏覽器瀏覽器；各種元件分類排列，包括線性元件、各種元件分類排列，包括線性元件、非線性元件非線性元件； 下半部分是具體的元件模下半部分是具體的元件模型型； 繪制原理圖時，首先在元件瀏覽頁上半部分繪制原理圖時，首先在元件瀏覽頁上半部分選擇元件類別，然后在下半部分選擇具體的選擇元件類別，然后在下半部分選擇具體的元件模型，向右側(cè)繪圖區(qū)拖放，就可以給原元件模型，

8、向右側(cè)繪圖區(qū)拖放，就可以給原理圖添加元件理圖添加元件。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyElement Browser Circuit Elements:用于電路原理圖的仿真Lumped Elements：常用的分立元件 Microstrip：微帶線，包括線形微帶線、耦合微帶線等，元件的名稱以M開頭Substrates：仿真實際電路板制板所用的基板特性基板特性,參數(shù)包括介質(zhì)厚度介質(zhì)厚度、金屬厚度等金屬厚度等Subcircuits：支電路 Source：信號源

9、，包括直流源、交流源等Striplines：帶狀線，元件的名稱以S開頭System Blocks:用于通信系統(tǒng)的仿真。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyvLayoutLayout（布線瀏覽頁布線瀏覽頁） 單擊主窗口左下方的單擊主窗口左下方的“LayoutLayout”標(biāo)簽即可激活標(biāo)簽即可激活布線瀏覽頁。布線瀏覽頁分上、下兩部分。布線瀏覽頁。布線瀏覽頁分上、下兩部分。Research Institute of Antennas & RF Techniq

10、uesSouth China University of Technology 布線瀏覽頁的上半部分包括：布線瀏覽頁的上半部分包括： Layer Setup 雙擊雙擊Layer Setup項可打開一個對話窗（項可打開一個對話窗（Layer Setup對對話窗），進(jìn)行繪圖層的編輯，包括布線窗中所有與繪圖話窗），進(jìn)行繪圖層的編輯，包括布線窗中所有與繪圖相關(guān)的功能。此外，右鍵點擊該項可選擇導(dǎo)入處理定義相關(guān)的功能。此外，右鍵點擊該項可選擇導(dǎo)入處理定義文件（文件（*.lpf）。）。 Layout Options 雙擊該項可打開一個對話窗，對布線的相關(guān)選項進(jìn)行編雙擊該項可打開一個對話窗，對布線的相關(guān)選項進(jìn)

11、行編輯。輯。 Cell Libraries 可生成、導(dǎo)入布線元件。元件庫可按可生成、導(dǎo)入布線元件。元件庫可按GDS或或DXF格式格式輸入。新元件可在繪圖編輯器中生成，并在此激活。輸入。新元件可在繪圖編輯器中生成，并在此激活。 布線瀏覽頁的下半部分是布線瀏覽頁的下半部分是Draw Layers頁，包括能在布頁，包括能在布線窗中激活并瀏覽各層的各種控制選項線窗中激活并瀏覽各層的各種控制選項。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology10.3 基本操作基本操作 v工程部

12、分工程部分 本軟件的工程用來形成原理圖和電磁結(jié)構(gòu)圖，以本軟件的工程用來形成原理圖和電磁結(jié)構(gòu)圖，以便進(jìn)行仿真及分析。便進(jìn)行仿真及分析。 創(chuàng)建及保存新工程創(chuàng)建及保存新工程 從主菜單中選擇從主菜單中選擇FileNew Project，創(chuàng)建一個新工，創(chuàng)建一個新工程；再選程；再選FileSave Project As，則以新名稱保存，則以新名稱保存該工程。本軟件工程是以該工程。本軟件工程是以 *.emp文件保存。軟件文件保存。軟件一次只能載入一個工程。一次只能載入一個工程。 設(shè)置工程單位設(shè)置工程單位 從主菜單中選擇從主菜單中選擇OptionsProject Options，選擇，選擇Global Uni

13、ts頁，通過增加或減小默認(rèn)設(shè)計單位頁，通過增加或減小默認(rèn)設(shè)計單位來編輯工程的全局默認(rèn)單位。來編輯工程的全局默認(rèn)單位。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 設(shè)置工程單位設(shè)置工程單位 從主菜單中選擇從主菜單中選擇OptionsProject Options，選，選擇擇Global Units頁，通過增加或減小默認(rèn)設(shè)計頁，通過增加或減小默認(rèn)設(shè)計單位來編輯工程的全局默認(rèn)單位。單位來編輯工程的全局默認(rèn)單位。Research Institute of Antennas

14、& RF TechniquesSouth China University of Technologyv原理圖部分原理圖部分 工程瀏覽頁中的工程瀏覽頁中的Circuit Schematics組包括兩組包括兩種文件：種文件：Schematic和和Netlist。 Schematic：電路原理圖。工程的每個原理圖：電路原理圖。工程的每個原理圖在在Circuit Schematics組里都有相應(yīng)的原理圖項。組里都有相應(yīng)的原理圖項。 Netlist：網(wǎng)表圖，將電路圖以網(wǎng)表形式用文字：網(wǎng)表圖，將電路圖以網(wǎng)表形式用文字描述。工程的每個網(wǎng)表在描述。工程的每個網(wǎng)表在Circuit Schematics

15、組組里都有相應(yīng)的網(wǎng)表項。里都有相應(yīng)的網(wǎng)表項。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 添加原理圖添加原理圖 在工程瀏覽頁右鍵單擊在工程瀏覽頁右鍵單擊Circuit Schematics組，組，Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 有以下選項：有以下選項： New：創(chuàng)建空白原理圖：創(chuàng)建空白原理圖 Import：導(dǎo)入文件，即將某文件

16、復(fù)制并作為：導(dǎo)入文件，即將某文件復(fù)制并作為本工程的永久文件。原理圖文件的擴(kuò)展名為本工程的永久文件。原理圖文件的擴(kuò)展名為（*.SCH）,網(wǎng)表文件為（網(wǎng)表文件為（*.NET）。）。 Link：鏈接文件，能處理文件但不復(fù)制到工：鏈接文件，能處理文件但不復(fù)制到工程中。該文件必須始終適于工程讀取。當(dāng)其程中。該文件必須始終適于工程讀取。當(dāng)其他用戶更新該文件時，允許當(dāng)前工程保留數(shù)他用戶更新該文件時，允許當(dāng)前工程保留數(shù)據(jù)不變據(jù)不變。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 編輯

17、原理圖編輯原理圖 在工程瀏覽頁的在工程瀏覽頁的Circuit Schematics組，點右組，點右鍵選鍵選Options項，則顯示一個項，則顯示一個Circuit Options對話窗，包括對話窗，包括: Harmonic Balance頁：設(shè)置諧波平衡模擬器，頁：設(shè)置諧波平衡模擬器，包括包括Number of harmonics（諧波數(shù)目），（諧波數(shù)目），iteration settings（迭代設(shè)置），（迭代設(shè)置），Convergence（收斂標(biāo)準(zhǔn)），采樣數(shù)目等選項。（收斂標(biāo)準(zhǔn)），采樣數(shù)目等選項。 Circuit Solvers頁：設(shè)置電路求解器。頁：設(shè)置電路求解器。 Modeling O

18、ption頁：頁：SPICE模型提取選擇。模型提取選擇。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 添加元件添加元件 已創(chuàng)建空白原理圖后，單擊主窗口左下部的已創(chuàng)建空白原理圖后，單擊主窗口左下部的“Elem”標(biāo)簽。瀏覽頁上部是所有的元器件總表，標(biāo)簽。瀏覽頁上部是所有的元器件總表，選中任意元件組，在

19、瀏覽頁下半部分則列出具選中任意元件組，在瀏覽頁下半部分則列出具體元件，選中所需項并拖放至原理圖即可。體元件，選中所需項并拖放至原理圖即可。 添加端口添加端口 方法方法1：通過主菜單。選中原理圖，從主菜單：通過主菜單。選中原理圖，從主菜單選選SchematicAdd Port，或在工具條單擊，或在工具條單擊Port按按鈕，將所選項放入原理圖。鈕，將所選項放入原理圖。 方法方法2：通過元件瀏覽器。在：通過元件瀏覽器。在Elem瀏覽頁上部瀏覽頁上部選擇選擇Ports組，下部則顯示不同應(yīng)用的端口列表，組，下部則顯示不同應(yīng)用的端口列表，選中所需項并拖放至原理圖。選中所需項并拖放至原理圖。 Researc

20、h Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 添加添加子電子電路元件路元件 方法方法1：通過主菜單。選中原理圖，從主菜單選：通過主菜單。選中原理圖，從主菜單選SchematicAdd Subcircuit，從對話窗列表中選，從對話窗列表中選擇數(shù)據(jù)源的名稱。擇數(shù)據(jù)源的名稱。 注意注意Grouding Type選項，可控制支路接地方式。選項，可控制支路接地方式。Normal為端口內(nèi)部定義接地；為端口內(nèi)部定義接地；Explicit groud node添加一個為所有端口定義的公共接地點；

21、添加一個為所有端口定義的公共接地點；Balanced ports為每個端口有各自的接地點。點為每個端口有各自的接地點。點OK退出對話窗，將所選項放入原理圖。退出對話窗，將所選項放入原理圖。 方法方法2：通過元件瀏覽頁。在：通過元件瀏覽頁。在Elem瀏覽頁上部瀏覽頁上部選擇選擇Subcircuits組，下部則顯示所有可用于支組，下部則顯示所有可用于支路的項目列表，選中所需項并拖放至原理圖即路的項目列表，選中所需項并拖放至原理圖即可。可。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Tech

22、nology 添加連線添加連線 用來連接兩元件的節(jié)點。將光標(biāo)放在一個節(jié)點用來連接兩元件的節(jié)點。將光標(biāo)放在一個節(jié)點上，光標(biāo)變成線圈時，左鍵單擊此處以確定連上，光標(biāo)變成線圈時，左鍵單擊此處以確定連線的起點。將光標(biāo)移動到需轉(zhuǎn)彎的地方，再次線的起點。將光標(biāo)移動到需轉(zhuǎn)彎的地方，再次點左鍵，標(biāo)出轉(zhuǎn)折點。當(dāng)光標(biāo)移動到另一元件點左鍵，標(biāo)出轉(zhuǎn)折點。當(dāng)光標(biāo)移動到另一元件節(jié)點上或另一連線頂端時，點擊左鍵，結(jié)束連節(jié)點上或另一連線頂端時，點擊左鍵，結(jié)束連線。中途放棄按線。中途放棄按Esc鍵。鍵。 復(fù)制與粘貼復(fù)制與粘貼 選中任意元件、端口以及連線等，依次按選中任意元件、端口以及連線等，依次按Ctrl+C、Ctrl+V，

23、添加數(shù)據(jù)文件添加數(shù)據(jù)文件 在在Proj瀏覽頁，右鍵點擊瀏覽頁，右鍵點擊Data Files項，可選擇項，可選擇導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件?？梢詫?dǎo)入數(shù)據(jù)文件?？梢詫參數(shù)作為數(shù)據(jù)文件添參數(shù)作為數(shù)據(jù)文件添加。加。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology編輯元件編輯元件 在原理圖中雙擊元件數(shù)值，可以直接更改在原理圖中雙擊元件數(shù)值，可以直接更改元件值。如果雙擊元件符號，則打開元件值。如果雙擊元件符號，則打開Element Options對話窗，可編輯與元件對話窗，可編輯與元件屬性相

24、關(guān)的全部參數(shù)。屬性相關(guān)的全部參數(shù)。 Element Options對話窗對話窗 包括包括Parameters頁、頁、Statistics頁、頁、Display頁、頁、 Symbol頁及頁及Layout頁。頁。 Parameter頁用于設(shè)置元件參數(shù)頁用于設(shè)置元件參數(shù) 。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology Parameter頁包括：頁包括：Name（名稱）、（名稱）、Value（數(shù)值）、（數(shù)值）、Units（單位）、（單位）、Tune（可調(diào)諧變量）、（可調(diào)諧變量

25、）、Opt（可（可 優(yōu)化優(yōu)化變量）、變量）、Limit（受限變量）、（受限變量）、Lower（下限）、（下限）、Upper（上限）、（上限）、Description（文字描述）等選項。（文字描述）等選項。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology Statistics頁包括：頁包括：Use（激活變量）、（激活變量）、Opt（激活（激活優(yōu)化變量）、優(yōu)化變量）、ln（變量誤差）、（變量誤差）、Distribution（誤（誤差分布形式）等項。誤差分布形式中差分布形式）

26、等項。誤差分布形式中Uniform為平為平均分布，均分布，Normal為高斯分布。為高斯分布。 Display頁設(shè)置元件顯示狀態(tài)，包括頁設(shè)置元件顯示狀態(tài)，包括Hide（隱藏）、（隱藏）、Hide empty（隱藏未標(biāo)值的參數(shù)）、（隱藏未標(biāo)值的參數(shù)）、Hide 2nd（隱（隱藏第二參數(shù)）、藏第二參數(shù)）、Hide units（隱藏單位）、（隱藏單位）、Hide label（隱藏標(biāo)簽）、（隱藏標(biāo)簽）、Left justify（左對齊）、（左對齊）、Boldface（加粗）、（加粗）、Description（文字描述）等選（文字描述）等選項。一般采用默認(rèn)值。項。一般采用默認(rèn)值。 Symbol頁設(shè)置原理

27、圖中的元件符號。一般采用默頁設(shè)置原理圖中的元件符號。一般采用默認(rèn)值。認(rèn)值。 Layout頁設(shè)置原理圖元件在布線圖中所對應(yīng)的布線頁設(shè)置原理圖元件在布線圖中所對應(yīng)的布線模型模型。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 端口編輯端口編輯 選擇選擇Element Options對話窗的對話窗的Port頁，可以改頁，可以改變端口類型，設(shè)置端口類型為變端口類型，設(shè)置端口類型為Source（源）或（源）或Termination（終端），并指定其它的相關(guān)屬性（終端），并指定其

28、它的相關(guān)屬性Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 子電路編輯子電路編輯 子電路路也是作為普通元件進(jìn)行編輯的子電路路也是作為普通元件進(jìn)行編輯的，雙擊，雙擊則彈則彈Element Options對話窗。對話窗。 選擇選擇Element Options對話窗的對話窗的Groud頁，頁，可以可以設(shè)置子電路的接地類型設(shè)置子電路的接地類型。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China Univ

29、ersity of Technologyv線性仿真線性仿真 線性模擬器采用節(jié)點分析來仿真一個電路的特線性模擬器采用節(jié)點分析來仿真一個電路的特性，適用于元件可由導(dǎo)納矩陣描述的電路，如性，適用于元件可由導(dǎo)納矩陣描述的電路，如低噪聲放大器、濾波器、耦合器等。生成的典低噪聲放大器、濾波器、耦合器等。生成的典型測量項為型測量項為gain（增益），（增益），stability（穩(wěn)定性），（穩(wěn)定性），noise figure（噪聲指數(shù)），（噪聲指數(shù)），reflection coefficient（反射系數(shù)），（反射系數(shù)），noise circles（噪聲周期），（噪聲周期），gain circles（增益周

30、期）。（增益周期）。 線性模擬器可以快速、有效地仿真線性電路，其線性模擬器可以快速、有效地仿真線性電路，其中一個特征就是進(jìn)行實時調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的同時就中一個特征就是進(jìn)行實時調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的同時就可以看到仿真的結(jié)果，還能進(jìn)行優(yōu)化可以看到仿真的結(jié)果，還能進(jìn)行優(yōu)化（opitimize）及成品率（）及成品率（yield）分析。）分析。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv非線性仿真非線性仿真 非線性仿真采用諧波平衡法或非線性仿真采用諧波平衡法或Volterra級數(shù)源來級數(shù)源

31、來激勵電路。諧波平衡法常用于功率放大器、混激勵電路。諧波平衡法常用于功率放大器、混頻器、倍頻器等非線性電路，而頻器、倍頻器等非線性電路，而Volterra級數(shù)法級數(shù)法是一種線性算法，最適于弱非線性電路，如工是一種線性算法，最適于弱非線性電路，如工作在低于作在低于1dB壓縮點的放大器。壓縮點的放大器。 諧波平衡諧波平衡 諧波平衡仿真是測量電路的端口激勵，這是與諧波平衡仿真是測量電路的端口激勵，這是與線性分析的主要區(qū)別。這就要求添加一個端口，線性分析的主要區(qū)別。這就要求添加一個端口，并規(guī)定功率、頻率等參數(shù)?？梢远x單個及多并規(guī)定功率、頻率等參數(shù)?？梢远x單個及多個激勵端口，以產(chǎn)生單頻及多頻分析。原

32、理圖個激勵端口，以產(chǎn)生單頻及多頻分析。原理圖中的諧波平衡源一經(jīng)確定，執(zhí)行仿真時將自動中的諧波平衡源一經(jīng)確定，執(zhí)行仿真時將自動調(diào)用諧波平衡模擬器調(diào)用諧波平衡模擬器。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 單頻分析單頻分析 單頻諧波平衡分析包括在基本頻率點、基本單頻諧波平衡分析包括在基本頻率點、基本頻率的整數(shù)倍以及在直流點進(jìn)行電路的仿真。頻率的整數(shù)倍以及在直流點進(jìn)行電路的仿真。要求確定基本頻率及諧波的總數(shù)。要求確定基本頻率及諧波的總數(shù)。 多頻分析多頻分析 雙頻及三

33、頻諧波平衡仿真用于確定在不同基雙頻及三頻諧波平衡仿真用于確定在不同基本頻率激勵時電路的輸出。雙頻諧波平衡分本頻率激勵時電路的輸出。雙頻諧波平衡分析適于混頻器等電路，一個頻率用于仿真本析適于混頻器等電路，一個頻率用于仿真本地振蕩，第二個頻率用于射頻輸入。地振蕩，第二個頻率用于射頻輸入。 非線性測量非線性測量 在時域、頻域均可創(chuàng)建非線性測量，有完整在時域、頻域均可創(chuàng)建非線性測量，有完整的設(shè)置，包括大信號的設(shè)置，包括大信號s參數(shù)、功率、電壓及參數(shù)、功率、電壓及電流。電流。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China Uni

34、versity of Technologyv 電磁仿真電磁仿真 電磁仿真利用麥克斯韋方程來計算物理幾何結(jié)電磁仿真利用麥克斯韋方程來計算物理幾何結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。構(gòu)的響應(yīng)。 由于可以仿真各種任意結(jié)構(gòu)并提供很精確的結(jié)由于可以仿真各種任意結(jié)構(gòu)并提供很精確的結(jié)果，這種電磁仿真是理想的。果，這種電磁仿真是理想的。 另外，由于使用基本方程來計算響應(yīng)，電磁仿另外，由于使用基本方程來計算響應(yīng)，電磁仿真不受電路模型中的許多約束條件的限制。真不受電路模型中的許多約束條件的限制。 電磁模擬器的一個局限性是計算時間較長，仿電磁模擬器的一個局限性是計算時間較長，仿真耗時按問題大小的指數(shù)倍增長，因此減少問真耗時按問題大小的指數(shù)

35、倍增長，因此減少問題的復(fù)雜性就很重要，以及時得到結(jié)果。題的復(fù)雜性就很重要，以及時得到結(jié)果。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 電磁仿真與電路仿真對于電路設(shè)計是互補的電磁仿真與電路仿真對于電路設(shè)計是互補的技術(shù)，二者可以結(jié)合起來使用，解決很多設(shè)技術(shù)，二者可以結(jié)合起來使用，解決很多設(shè)計問題。計問題。 本軟件的電磁模擬器，即電磁視圖本軟件的電磁模擬器，即電磁視圖（EMSight），可以仿真平面三維結(jié)構(gòu)，包括），可以仿真平面三維結(jié)構(gòu)，包括多種金屬及電介質(zhì)層，以及各層

36、及地之間的多種金屬及電介質(zhì)層，以及各層及地之間的連接通道。連接通道。 電磁視圖在頻域采用電磁視圖在頻域采用Galerkin矩矩量法量法（MoM），是分析微帶線、帶狀線、共面結(jié)），是分析微帶線、帶狀線、共面結(jié)構(gòu)以及各種更任意介質(zhì)的極其精確的方法。構(gòu)以及各種更任意介質(zhì)的極其精確的方法。適當(dāng)使用可提供一直到適當(dāng)使用可提供一直到100 MHz甚至更高頻段甚至更高頻段的精確仿真結(jié)果的精確仿真結(jié)果，其界面如下圖所示，其界面如下圖所示 。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology

37、Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv 布線圖布線圖 布線圖是原理圖的物理示意圖。布線圖是原理圖的物理示意圖。 在設(shè)計了電路之后，重要的是如何顯示布線圖，在設(shè)計了電路之后，重要的是如何顯示布線圖，以便進(jìn)行加工生產(chǎn)。以便進(jìn)行加工生產(chǎn)。 本軟件布線圖采用先進(jìn)的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計數(shù)據(jù)本軟件布線圖采用先進(jìn)的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計數(shù)據(jù)庫，其原理圖與布線圖的創(chuàng)建是緊密結(jié)合的。庫，其原理圖與布線圖的創(chuàng)建是緊密結(jié)合的。在電路圖中的每一個電器元件都可以指定一個在電路圖中的每一個電器元件都可

38、以指定一個布線表示式，即制版單元（布線表示式，即制版單元（artwork cell），該），該制版單元可以為該元件建立實際的布線對象。制版單元可以為該元件建立實際的布線對象。布線圖實際上就是原理圖的另一種視圖，在原布線圖實際上就是原理圖的另一種視圖，在原理圖中的任何改動，都將自動且立即在布線圖理圖中的任何改動，都將自動且立即在布線圖中更新。反之也一樣。這樣，在執(zhí)行仿真前省中更新。反之也一樣。這樣，在執(zhí)行仿真前省去了復(fù)雜的設(shè)計同步及返回注解的需要去了復(fù)雜的設(shè)計同步及返回注解的需要。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth C

39、hina University of Technology 特別需要注意的是，有的電路元件，例如微帶特別需要注意的是，有的電路元件，例如微帶線、線、T接頭、十字線、彎頭及耦合線等常用傳接頭、十字線、彎頭及耦合線等常用傳輸線元件，在軟件中有現(xiàn)成的布線表示式。此輸線元件，在軟件中有現(xiàn)成的布線表示式。此類元件參數(shù)可直接用于布線，所以采用參量化類元件參數(shù)可直接用于布線，所以采用參量化布線單元來布線。布線單元來布線。 而另一類電路元件，主要是集總元件，例如電而另一類電路元件，主要是集總元件，例如電容、電感以及電阻等，在軟件中沒有現(xiàn)成的布容、電感以及電阻等，在軟件中沒有現(xiàn)成的布線表示式，需要人為地指定。各

40、種半導(dǎo)體管也線表示式，需要人為地指定。各種半導(dǎo)體管也需要指定布線表示式（制版單元）來布線。需要指定布線表示式（制版單元）來布線。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv 傳輸線計算器傳輸線計算器TXLine TXLine（傳輸線計算器）是（傳輸線計算器）是Microwave Office軟件自帶的軟件包，可以對各種傳輸線的電軟件自帶的軟件包，可以對各種傳輸線的電特性和物理特性進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換運算，從而免特性和物理特性進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換運算，從而免去大量繁瑣的手工計算，既

41、提高了計算精度，去大量繁瑣的手工計算，既提高了計算精度，也解放了人力。也解放了人力。TXLine可以計算微帶線、帶可以計算微帶線、帶狀線、同軸線等多種結(jié)構(gòu)。狀線、同軸線等多種結(jié)構(gòu)。 由由Microwave Office軟件的主菜單選擇軟件的主菜單選擇Window TXLine，即可啟動，即可啟動TXLine，Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology界面的上方為不同結(jié)構(gòu)傳輸線的標(biāo)簽頁，依次為界面的上方為不同結(jié)構(gòu)傳輸線的標(biāo)簽頁，依次為微帶線微帶線(Microstrip

42、)、帶狀線、帶狀線(Stripline)、共面線、共面線(CPW)、接地共面線、接地共面線(CPW Ground)、同軸線、同軸線(Round Coaxial)、隙狀線、隙狀線(Slotline)、耦合微帶線、耦合微帶線以及耦合帶狀線。以及耦合帶狀線。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 在在Microstrip標(biāo)簽頁的左上方是材料參數(shù)，包標(biāo)簽頁的左上方是材料參數(shù)，包括括Dielectric（介質(zhì)）、（介質(zhì)）、Dielectric Constant（介電常數(shù)（

43、介電常數(shù)r）、）、Loss Tangent（損耗因子）、（損耗因子）、Conductor（導(dǎo)體）及（導(dǎo)體）及Conductivity（導(dǎo)電（導(dǎo)電率），其中率），其中Dielectric和和Conductor項為下拉菜項為下拉菜單選項。單選項。 頁面右上方是物理結(jié)構(gòu)示意圖。頁面右上方是物理結(jié)構(gòu)示意圖。 頁面左下方是電特性參數(shù)，包括頁面左下方是電特性參數(shù)，包括Impedence（阻抗）、（阻抗）、Frequency（頻率）、（頻率）、Electrical Length（電長度）、（電長度）、Propagation Constant（傳播常數(shù)）、（傳播常數(shù)）、Effective Diel.Const

44、（有效介（有效介電常數(shù)）以及電常數(shù)）以及Loss（損耗）。（損耗）。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology Electrical Length的單位分的單位分2種，種，deg（度）和（度）和rad（弧度），通常取（弧度），通常取deg。換算公式為：。換算公式為：1(波長波長)360deg2rad，例如，例如/490deg。 頁面右下方是物理特性參數(shù)，包括頁面右下方是物理特性參數(shù)，包括L（導(dǎo)帶長（導(dǎo)帶長度）、度）、W（導(dǎo)帶寬度）、（導(dǎo)帶寬度）、H（基片高度）及（

45、基片高度）及T（導(dǎo)帶厚度）。（導(dǎo)帶厚度）。 頁面中間有頁面中間有2個箭頭，點個箭頭，點“ ”可由物理參數(shù)算可由物理參數(shù)算出電參數(shù)，點出電參數(shù)，點“ ”可由電參數(shù)算出物理參數(shù)，可由電參數(shù)算出物理參數(shù)，計算出的參數(shù)以下劃線標(biāo)出。計算出的參數(shù)以下劃線標(biāo)出。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology10.3電路仿真舉例電路仿真舉例1. 仿真一個電感輸入式集總元件濾波器仿真一個電感輸入式集總元件濾波器 已知已知L1L415nH， L2L330nH，C1C38pF，C210pF

46、，輸入輸出端特，輸入輸出端特性阻抗為性阻抗為50歐，工作頻率歐，工作頻率1001000MHz調(diào)整或優(yōu)化電路，使其滿足調(diào)整或優(yōu)化電路，使其滿足 f500MHz時，時，S11-1dB f700MHz時，時，S21-30dBResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology其初始原理圖為其初始原理圖為Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology初始仿真結(jié)

47、果為下圖初始仿真結(jié)果為下圖Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 當(dāng)當(dāng)f354.48MHz時，時，S1115.28dB大于大于17dB。 調(diào)整電路調(diào)整電路 采用采用tune tool，調(diào)整各參數(shù)，直至滿足要求。，調(diào)整各參數(shù)，直至滿足要求。 優(yōu)化電路優(yōu)化電路 定義變量：從主菜單選定義變量：從主菜單選SchematicAdd equation 輸入輸入Lin15，Cin8，將原理圖中的，將原理圖中的L1，L4的電感值改為的電感值改為Lin，C1，C3的電容值為的電容值為Cin。 選擇優(yōu)化參數(shù)：選擇優(yōu)化參數(shù)： 選中選中Var瀏覽頁，將所有的參數(shù)激活，并為其瀏覽頁，將所有的參數(shù)激活，并為其設(shè)置上限（設(shè)置上限（Upper），如下圖所示），如下圖所示Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of