引言

引言
随着现代电子产品设计技术的不断更新，计算机辅助设
计技术得到了极大的发展。EDA(Electronic Design Automa．
tion)技术就是架构在计算机平台之上的，以电子系统设计为
应用目标的电子产品自动化设计过程。它是一个非常广泛的
概念，我们可以将其范围定义为半导体工艺设计自动化、可编
程器件设计自动化、电子系统设计自动化、印刷电路板设计自
动化、以及各种故障诊断验证和仿真自动化等等，不限于固定
的定义模式。它是以电路理论、微电子学、半导体工艺技术、
软件科学、自动化设计以及数学等基础学科与理论为基础，以
计算机电子软件开发为核心内容的一门新兴学科。
EDA技术经历了三个发展阶段，首先是电子线路的
CAD，即我国电路设计工作人员以前用了很多年的protel、
eesolf等电子线路设计仿真应用软件，它主要是利用当初计
算机的程序编辑功能，将电路理论中的算法及经验公式编写
成通用的软件，并且逐渐过度到辅助分析、制作印刷电路板
以及集成电路版图等更高的功能上。早期EDA软件的出现
大大减轻了工作人员的劳动负荷，提高了工作效率，但其自
动化程度依然很低，处于EDA智能开发的最低阶段。接下
来进入EDA工程的第二阶段，其主要特点是具备了自动布
局布线以及电路级仿真、分析的能力，这主要得益于国外的
一些逐渐发展起来的EDA方面的公司及其设计软件人员竞
争环境下的不断努力的结果。这时我们可以说EDA慢慢地
有了一定的“智力”了。如同人类的进化一样，EDA在二十
世纪九十年代末期，终于以一种成熟地姿态展现在人们面
前。它不再是一个个适应单一的工作需要的程序软件，而是
可以代替绝大部分人力设计的高级的软件仿真系统。比如
Agilent公司的ADS软件从电路级仿真到射频微波的数值算
法计算仿真，从半导体元器件建模分析到整个通信系统的整
体仿真，从模拟电路到数字电路，无所不含。与此同时，An．
soft、mentor、Cadence、Synopsys Viewlogic Intergraph CST等
公司也逐渐在自己擅长的领域取得了业界的领袖地位，并制
收稿日期：2005—01—10 第一作者马楠女27岁助教
定出了相应的一些EDA工业标准，以利于互相交流和提高。
本文针对通信系统中重要的射频部分，分析和探讨了几种
业界被公认的EIaA软件的设计原理，并结合实际的应用，设计
微带滤波器和耦合器电路，以验证设计的有效性和实用性。
1 射频仿真中EDA的设计原理简析
目前，射频领域主要的EDA工具首推Agilent公司的
ADS软件和Ansoft公司的HFSS、Designer软件以及CST，其
次是比较小型的AWR、Serenade等电路设计软件。ADS软
件在国内各大学和研究所是使用最多的软件之一，是一种最
全的综合电子设计软件，其在器件分析、电路设计分析(使用
谐波平衡算法)、电磁兼容分析、通信系统分析以及微波平面
电器分析(使用矩量法，MOM)等方面计算准确度很高。
HFSS软件以有限元法(FEM)为计算电磁学的基础，很适合
于计算闭域问题，计算辐射体、腔体结构精度很高。对于我
们现在最常使用的微带无源电路如滤波器、耦合器和无源匹
配传输线路等，我们可以用AWR或Serenade等快速地进行
参数计算，有些微波器件比如滤波器，我们可以直接和filter
designguide等设计向导进行设计，非常迅速，然后在ADS的
EM仿真或HFSS里建立模型，用MOM或FEM进行不断地
设计优化仿真。最终得到最佳的电路参数，大大提高了工作
效率和设计准确度。
2 一种高频微带滤波器的集合EDA设计实验
为了进一步探究射频电路EDA软件设计的优越性，我
们以AWR和ADS软件集合设计一种实际工程需求中的C
波段微带滤波器，技术要求为4．25GHz 5．55GHz，带内插
损ldB。我们先以AWR(微波工作室)软件中的filter syn．
thesis wizard进行快速滤波器拟合计算，选择5阶半波长宽
边耦合谐振微带滤波器作为设计任务，带内插损选择0．2dB，
带宽选择3．85GHz 5．95GHz，介质基片选择￡=9．6，厚度
25mil的介质板。这些参数设定后，很快我们就可以得到一
个计算模型，如图1所示。我们加激励后，可以仿真出它的
S参数曲线，这是AWR利用经典的滤波器网络综合法设计