原创微波毫米波Load Pull EDA系统——软硬件结合&射频设计效率高

 2024-6-18 15:44  433 1 1 分类: 测试测量

目前常用的微波、毫米波EDA软件有Microwave Office， ANSYS HFSS， Keysight ADS， Cadence， Sonnet。国外这几款主要的EDA软件也没有内置强大的实景负载牵引测试及优化功能。

但是通用EDA仿真软件有一定的局限性，在研制微波毫米波芯片、模块及系统过程中，如仅采用通用EDA软件，则存在一些问题，具体难点有以下几点；

难点一、最优点的确定

输入、输出阻抗均为复数，无法在Smith圆图上的成千上万个复数点中找到产品需要的最优点，传统方法均借助软件仿真或有经验的盲调实现，周期长、且无法获得真实的最优解。

难点二、传统软件仿真误差极大

频率越高，离散性、寄生性参数影响越大，用ADS、HFSS等传统软件仿真方式误差极大。

难点三、 大功率下的谐波应用

功率越大，非线性失真越大，谐波成分越多，如何有效利用高次谐波来大幅提高输出功率及效率？

难点四、反复调试工作量巨大

由于射频微波毫米波电路中存在大量的寄生效应、串扰等因素，因而模拟集成电路从上述 EDA设计变成实际电路后，存在着各种误差，特别是对于大信号、大功率器件、非线性器件，这个误差往往会比较大，很难设计到最佳值；且频率越高，误差越大，难度越大。

这也就催生了对新工具的迫切需求，工程物理方法思考？

有没有一种EDA工具，在前期设计的基础上，使用它，无论信号大小、功率大小、频率高低、线性还是非线性，都能够使实际射频微波毫米波电路100%地得到最佳值？

这就是我们的微波毫米波Load Pull EDA系统，它能使设计者在完全真实的操作条件下，将很宽频率范围的已知的源阻抗及负载阻抗加到被测器件（ DUT ）上，从而找出 DUT 参数的各种变化以及最佳值，快速得到所需的最优设计参数。

软硬件一体化的EDA系统：包括光机电一体化Tuners、电子控制系统、自动测量及EDA软件。该系统集成了微波技术（包括各种微波电磁场理论的数值算法）、光机电一体化技术、先进电子控制技术、计算机软件技术等。

该EDA系统覆盖了从DC到500GHz、从线性到非线性、从小功率（毫瓦级）到超大功率（数千瓦）、从基波到高次谐波、从脉冲波到连续波、从单个器件到整机等的全方位EDA设计，大大提高了复杂射频微波毫米波电路及系统的设计效率，使之成为设计人员的强大而有效的工具。

射频芯片虚拟流片仿真EDA 是基于最根本的电磁理论麦克斯韦方程，对芯片实行所见即所得的具象仿真; 无简化、无忽略，是现实空间在虚拟空间中的完整表现; 它对传统EDA仿真引擎及修正性功能的替代，可使EDA设计更接近于实物芯片，有助于缩短设计周期和降低研发成本; 3D电磁仿真(物理仿真的一种)是EDA的重要一环,目前因受算力限制，主要用于设计结果的局部验证与分析。

射频Load Pull真实EDA 系统是基于微波技术(包括各种微波电磁场理论的数值算法)、光机电一体化技术、先进电子控制技术计算机软件技术等，完成芯片的自动测量、验证及优化，得到综合的真正的最优设计参数; 建立和前期EDA仿真软件兼容的电路模型文件。根据修正文件，再流片，得到最优性能指标的芯片，量产。此为芯片级应用; 用芯片组成模块或系统(如基站、雷达整机等)，用Load Pull真实EDA系统再优化设计，得到最优性能指标的模块或系统。此为模块级及系统级应用。

用真实仿真来修正虚拟仿真，形成国际首创的射频芯片设计、测量、验证及优化的闭环。