随着无线通信技术的快速发展,现代无线通信电子产品对电性能、集成度、可靠性的要求越来越高,而对设计周期的要求却越来越短。这对电子工程师而言,不仅需要扎实的理论功底,良好的工程实践能力,还应该具备良好的前期对电路的仿真模拟能力。对无线通信电子产品的电路而言,射频电路的工作波长与电子电路物理尺寸相近,由于其后期的电性能调试难度较大,因此其前期的模拟仿真尤为重要。
HyperLynx 作为高速信号仿真的利器,市面上已有大量教程对其在高速电路、电源完整性、信号完整性等电路分析中的使用有较为完善的讲解,但其在射频电路设计与仿真中的使用教程还亟待完善。目前,市面上分析、设计射频电路的软件大多为单独的电磁分析软件,如Ansys HFSS、ADS、CST等,对射频信号进行预先分析仿真,进而对射频电路的工作状态、电磁兼容等特性进行预处理。面对系统级电路设计与仿真,开发者选择一款合适的射频电路仿真软件不仅可以提高仿真可靠性,还可以提高设计效率、缩短开发周期。HyperLynx 3D EM (即IE3D)作为HyperLynx旗下的一款射频电路仿真软件,是基于矩量法求解积分形式的麦克斯韦方程组的全波电磁仿真软件,矩量法精度很高,能解决广泛的电磁问题,同时针对特定问题,IE3D又开发了Fast EM、AIMS等快速算法功能,进一步提高了计算速度,减少了计算时间。经过多年的发展,虽然目前市面上的射频电路仿真软件众多,但IE3D在平面射频电路设计中表现出色,由于其仿真速度快、仿真结果准确,因此在众多射频电路仿真软件中占有重要的一席之地,为工程师在设计与仿真平面射频电路方面提供了一个重要的选择。
本书主要介绍基于IE3D 15电磁仿真软件对射频电路进行设计与仿真,主要涉及IE3D 15的仿真环境、设计流程及典型的射频电路的设计与仿真;通过对滤波器、微带PCB天线、阵列天线、功分器、定向耦合器等射频电路的全流程设计与仿真,读者能快速上手IE3D,并能独立利用IE3D设计射频电路产品。
本书由罗显虎担任主编,周立国、夏鑫淋、成彬彬担任副主编,粟立勇、周维康、韩榆、褚慧敏、陈昌东、薛乔雨、王远志参编。书中案例涉及面较广,参考资料较少,在此十分感谢大家的辛苦付出。本书也得到了《ADS2011射频电路设计与仿真实例》《HFSS射频仿真设计实例大全》的主编徐兴福老师的指导,在此深表谢意。本书在编写过程中参考并引用了Mentor Graphics公司的相关技术资料,在此也深表谢意。
由于编者水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,恳请读者批评指正。
编者