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TechnicalFeature 技术特写
放大器性能不够或交付不

的总效率。显然，虽然电 如需保证正确同时考虑上述所有因素，
磁模拟器仅支持本机格式 则必须正确地表征系统性能。
的原生项目辐射方向图， 新方法已嵌入到Optenni Lab射频 及时阻碍过您的项目吗？
但遗憾的是，辐射方向图 设计自动化软件平台中，经过多年的开
没有标准格式。这意味着 发，它已经能够无缝对接多天线系统的
在实践中，每个电磁模拟 电磁和电路问题。展望电磁领域，除了
器都有各自的辐射方向图 多端口S参数矩阵外，多种行业标准电
格式，并且模式数据在不 磁模拟器格式下的3D辐射方向图也已得
同模拟器之间无法共享， 到支持。其中的主导思想是提供“最适
例如S参数文件。 合每个问题的工具”，因此平台在数据
图2：优化回波损耗后的天线功率平衡图。组件损耗高。 但电磁模拟器也有盲 输入和输出方面尽可能保持中立。对于
点。当通过匹配电路、滤 给定结构下的N天线系统而言，NxN S参
波器等到达天线端口终端 数矩阵和N个辐射方向图（超频）可实
时，我们需要电路组件及 现线性系统“从天线输入到自由空间”
其模型。射频模拟器更注 的完整表征。
重组件库，在分析整个系 多天线系统的线性度可以根据天线
统时实际组件模型通常同 输入端的电压/电流值对场域进行加权
样重要。此外，这不仅涉 和求和计算，其中电路分析不仅考虑天
及总效率，还涉及连接电 线端口处的匹配元件、滤波器、不同终
路不同部分的元件损耗、 端等，还涉及到由S参数矩阵表征的端
电压和电流。在分析此类 口间功率耦合效应。通过加权叠加所有
性能时，射频模拟器功能 天线方向图，获得的总辐射方向图可以
强大，但在分析总效率 用来精确计算每个天线的辐射效率。电
图3：图2中同一天线，优化总效率后的功率平衡图。
辐射功率更高，但匹配电路更精简。 时，它们无疑差强人意。 路模拟量（电压、电流）与电磁模拟量
总而言之，电磁模拟 （辐射方向图）结合的过程便是关联两
的相互耦合项。对于方法1，因为辐射 器适用于从天线输入到自由空间中，而 个场域。
效率依赖于每个端口的终端和3D辐射方 射频电路模拟器适用于从放大器到表征 如前所述，任一模拟域都不足以
向图的叠加，所以如何正确计算辐射效 天线输入的S矩阵端口中。是否存在一 单独使用：电路模拟域完全忽略了辐射
率同样是棘手的问题。而且辐射效率数 种分析方法能够结合以上两种方法呢？ 效率，而某些天线在实际情况下的辐射
据通常借助频率格点定义，而并非S参 效率可低至30%或更低。电磁模拟域无
数，这可能使总效率计算更加复杂。一 新方法 法计算各个辐射方向图的相应加权值，
个典型的12天线系统涉及132个互耦项， 新软件已被开发出来，它结合了电 导致辐射效率的不准确。通常更重要的
我们需要在计算总效率的方程式中手动 磁和射频电路模拟器在分析多天线系统 是，电磁模拟域忽略了放大器和天线输 一些频段中的噪声系数
编写这么多耦合项 。 状态中的优势，通过自动电路合成的方 入间各电路元件的损耗，而此类损耗在
在同时考虑耦合损耗和终端相关的 式，优化系统性能。 总损耗中占有很高的百分比。
辐射效率的情况下，电磁模拟器通常更 改善天线系统的性能一般是通过相 因为这些模拟域的组合显然是有用
适用于多天线问题，可以计算每个天线 对简单的匹配和去耦电路来完成的。但 的，所以分析工具提供了场域间不同程

噪声系数

图4：匹配电路PCB布局电磁模型及其在配备通用电抗元件的Optenni Lab中的应用

频率 (GHz)

欢迎来IMS 2019 423展台参观。
图5：接收器射频链中合成模块“黑盒子”应用示例。 高性能放大器首选B&Z。

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