微波射频与微系统设计前沿技术挑战

在过去的几十年，全球范围见证了不断发展的技术革新，推动实现更多可能性。Ansys多学科仿真解决方案开启了数字主线（Digital Thread），支撑起整个产品生命周期中的数据流，从产品构思和设计到制造运营，Ansys行业解决方案有助于加速数字化转型和研发流程简化。

微波射频电路是雷达、通信、导航、测控、电子对抗及数据传输等系统中重要的组成部分。在科技以及5G技术发展的推动下，雷达和无线通信系统的指标如发射功率、接收灵敏度、带宽、通道一致性等不断提高，不断推动射频微波技术向毫米波和太赫兹，宽带和超宽带，高功率发射，高灵敏度等方向发展，此外新的器件和工艺如MMIC、LTCC、SiP、SoC等持续涌现，这些都为微波射频电路设计带来了新的挑战。

另外，随着系统小型化和高集成度的要求，射频集成微系统已经成为射频电路发展的热门方向。射频微系统通过半导体和封装工艺集成无源和有源器件，集成度高、设计难度大，一旦设计指标未达到要求，重新设计成本非常高。

因此在需求推动和新技术引领下，微波射频电路设计必须充分挖掘射频器件的性能潜力，充分考虑电路版图中互连结构的高频耦合效应和寄生效应，充分考虑射频电路与天线互相影响，才能降低设计风险，提高设计成功率，确保以较低的成本、较短的周期完成最终设计。

Ansys以电磁场仿真为基础，结合电路与系统仿真和多物理场仿真，能够对微波射频电路与系统进行全方位的虚拟仿真设计与优化。基于Ansys工具，通过系统仿真，研究射频电路与数字调制之间的指标分配；通过电路和器件仿真，实现高性能的微波电路和器件设计；通过场路协同仿真，更准确地评估射频天线系统的整体性能；通过芯片-封装-系统的微系统级仿真，评估复杂工况和极小尺寸下的产品性能。Ansys仿真技术最终实现微波射频电路与系统的高效率、高质量设计。

Ansys微波射频电路、IC及微系统解决方案以三维全波电磁场仿真软件HFSS为基础，结合电路仿真及电-热-结构多物理场仿真技术，提供完整的仿真设计与优化方案。

1、微波射频器件

微波射频无源、有源器件设计

滤波器
连接器
放大器、双工器、环形器
LTCC工艺器件设计
微波单片集成电路（MMIC）设计

2、场路协同

电磁场与电路协同仿真更准确评估天线与射频系统的整体性能

阵列天线馈电网络(波导、微带、带状线、同轴)
功分器设计与优化
T/R组件(馈电网路、移相器、功率放大器、双工器、开关、衰减器、波束控制)
天线与射频电路系统级协同仿真

3、射频微系统

芯片-封装-系统的全面微系统级仿真，充分评估复杂工况和极小尺寸下的产品性能

系统链路指标分析
射频模块电路级设计
三维版图寄生参数提取
热设计

4、微放电

航天级微波部件微放电效应仿真

微波器件微放电效应（二次电子倍增效应）
航天级滤波器、连接器、环形器等
二次电子发射系数SEY定义
微放电功率阈值预测
微放电粒子运动

5、微波射频器件多物理场仿真

Ansys 电子桌面AEDT电-热-结构多物理场仿真平台

AEDT平台上的电-热-结构双向耦合
滤波器温度漂移补偿设计
面向电子工程师更直接、便捷的多物理场仿真

6、芯片级电磁干扰

先进SoC设计中电磁串扰解决方案

芯片级电感、变压器和传输线建模与设计
无限容量LVS前电磁寄生参数RLCk提取
LVS后寄生参数RLCk提取，计算电、磁和基板耦合模型，分析设计层级中不同块体之间的电磁串扰