现代无线通信系统基于不断扩展的标准阵列，并拥有新的和复杂的功能。这使得本已具有挑战性的设计和测试过程更加复杂。Keysight技术公司的先进设计系统(ADS)软件已经被射频和微波设计师用来解决最苛刻的问题。其最新版本ADS 2017引入了开创性的解决方案、一系列新的3D功能和增强的电路、电磁(EM)和电-热模拟性能，以帮助设计师满足现代无线通信设计的严格要求。
图1LNA的可编辑3D布局。
优化的三维设计-当今无线设计日益复杂，需要改进的查看和编辑解决方案。有了ADS2017中新的3D功能，现在可以在三维空间中可视化和编辑印刷电路板(PCB)或MMIC/RFIC布局图1)．这为验证设计是否满足需求和帮助发现错误提供了一个强大的工具。ADS 2017的新3D功能还简化了多层设计中的通孔拼接、密集区域的布线以及在准备EM模拟时进行复杂结构选择。
图2对倒装芯片和封装的PA进行多技术电热模拟，显示了封装截面(a)、PA模具(b)和3D热剖面(c)。
增强的三维电热模拟为了避免功率放大器(PA)模块需要高密度布局或采用先进工艺(如GaN和GaAs)进行昂贵的电路修改，设计师必须在贴膜前评估电路的热性能。ADS电热模拟器为设计者提供了与ADS布局环境和电路模拟器紧密集成的全3D热求解器。它计算完整的系统或芯片温度剖面，并在电路模拟器中注释此信息，用于温度精确的电路分析。ADS 2017将这些功能进一步推进，允许多种技术一起进行热模拟。
图3显示EVM表面与PA负载阻抗的3D史密斯图。
例如，考虑一个倒装芯片并封装在QFN包中的PA设计。该设计包括模具，层压板，铜凸起和包装，这创造了一个高度可变的热阻剖面，难以分析。图2展示了ADS 2017内部的多技术基板设置和整个3D芯片的热分析，具有出色的分辨率和准确性。有了这些信息，设计师可以进行必要的编辑，并带着高度自信的磁带。
简化的三维数据可视化ADS 2017为设计人员提供了一种使用Python处理ADS模拟结果的简单方法。该功能释放了分析、操作和可视化ADS结果的新功能，Python专家和以前没有经验的用户都可以使用。对于非程序员，Keysight提供了包含Python脚本的工作区。一个具有可下载代码的示例应用程序是3D Smith图表的创建，这是一种图形辅助工具，可以使用单个图表可视化大量信息。例如，3D史密斯图可以绘制阻抗随频率、电压或其他变量的变化情况，因此设计师可以在这些参数之间做出明智的权衡决定图3)．
图4用于芯片封装和键合线(a)和带板互连(b)的PCB的fem产生的电磁波。
强大的3D EM模拟ADS中的三维有限元法(FEM)引擎是一种全波电磁模拟器，用于分析频域的三维电磁效应。它特别适用于模拟元件的电磁效应，如高速和RFIC封装、键合线、天线、片内和片外嵌入式无源和PCB互连。FEM引擎完全集成在ADS和Keysight的3D建模和仿真环境EMPro中。与手动导出和导入相比，从引擎导出和导入设计是自动的，以节省时间和最小化错误。
随着ADS 2017和EMPro 2017的发布，FEM引擎变得更加强大图4)．更智能的网格创建器、自适应网格算法、混合阶函数的使用和并行频点求解使得ADS 2017中的FEM比之前的FEM平均运行速度快1.5到2倍。此外，磁盘空间的使用减少了大约50%。这使得射频和微波设计者更容易使用FEM引擎。
图5CoilSys自动构建PCell，因此RFIC设计人员可以创建DRC-clean PCell。
通过3 d设计师-在模拟高速信号互连时，在高频下精确的通径模型是一个关键问题。为了解决这个问题，ADS 2017引入了Via Designer，这是一个用于创建和建模单端或差分PCB通孔的工具，让设计师完全控制通孔的参数。Via Designer采用有限元方法充分表征了模型的电磁效应，保证了较高的频率精度。它支持参数化扫描，在全通道模拟过程中实现电路的微调。有了这个新工具，与通径设计相关的不确定性被消除了。
自动化PCell构造-丰富和强大的仿真选项和集成Keysight的GoldenGate软件(RFIC仿真的“金标准”)，使ADS成为启动和完成硅RFIC设计的优秀平台。ADS 2017通过添加CoilSys进一步补充了这一功能，CoilSys是一种附加实用程序，可为螺旋电感(单端或差动)、变压器、平衡均衡器、螺线管和传输线自动构建PCell图5)．产生的pcell是设计规则检查(DRC)干净的，可以在RFIC设计中使用。CoilSys消除了手工创建布局单元，这通常是一项费力的任务，不能有效利用RFIC设计人员的时间。用CoilSys创建的布局是电磁模拟的，可以参数化组件综合，以及设计优化。
更强更全面的模拟在无线通信系统设计环境中，最微小的优势可能意味着设计成功或失败的差异，ADS 2017中强大而全面的新功能可能正是今天的设计师需要的工具。
Keysight技术公司。
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