今年在夏威夷檀香山舉行的IEEE微波理論與技術研討會（MTT-S）與國際微波研討會（IMS）上到處是最新的射頻元器件、材料以及創新的產品。此外，測試和測量的提升尤其引人注目。然而，展區也反映了一個增長的趨勢：在微波業界軟件工具日益重要。其一向被認為只有大規模設計才會使用這些工具。在過去十幾年里，這些軟件工具不斷提升的承受能力已經與其能力相結合，共同緩解在各個設計階段的瓶頸。所以，軟件設計工具目前為大部分射頻工程師所使用。軟件市場已隨著這一成功而蓬勃發展，為設計師提供了可供廣泛選擇的軟件產品以及軟件公司。

在高頻和高速器件的三維（3D）電磁仿真領域，Ansoft公司首次披露HFSS v11 （圖1）。該版本保證用戶可以實現結構的無限仿真，而這先前由于規模太大而無法求解。基本上，HFSS v11將新的更高階、層次化基本功能與迭代求解相結合。這一求解采用了更小的網格提供了高精度域，因而其對大型、多波長結構產生了更高效的解。此外，容錯、高質量、有限元網格算法允許HFSS對非常復雜的模型進行仿真，其比先前的版本快2至5倍，但只用了一半的內存。軟件中的其它新特點如下：增強的端口求解、Floquet端口、擴大優選的遺傳算法、終端的自動分配功能以及離散和插值頻率掃描的自動分布求解。該版本還提供了參數掃描、敏感度以及統計分析的分布求解。對基于EM的設計流程，Ansoft將HFSS動態連接到Ansoft的組合頻域和時域電路仿真器Nexxim，以及該公司的集成電路圖與設計管理前端Ansoft Designer。

另一個流行的EM仿真器保證在通用形狀的3D和多層結構上求解電流分布。稱為IE3D的基于全波、矩量法（MoM）的仿真器屬于Zeland軟件 （Fremont，加利福尼亞州）公司。在三月中旬，公布了IE3D 12.12。該版本提出并實現了共軛匹配因子（CMF）。只要提供了芯片阻抗和基本配置，CMF允許設計師來判斷RFID天線的品質。此外，用于實時、全波EM設計的FastEM設計包允許工程師確定平面和3D結構的參數。其可以實現對結構的高精度、高效IE3D仿真，并從仿真結果中提取FastEM信號。該信號允許用戶實現實時EM調諧、優化和合成。

Zeland的IE3D版還包括了分布網絡EM仿真，并對IE3D、 ZDS和ZDM 12.1進行了優化。最新實現的ZDS和ZDM保證通過一個為10的因子來幫助分布式與多許可授權IE3D用戶提高仿真效率。此外，IE3D版12.12 極大提高了IE3D引擎的速度，甚至無需多CPU的支持。具有布爾運算基于方程的、電路圖—版圖編輯器允許工程師用參數對象以電路圖方式創建復雜的版圖。因為所有對象的尺寸都是基于方程的，用戶可以在庫的有限對象類型覆蓋之外建立結構。IE3D 12仿真自動產生頻率依賴的、集總元件、等效電路模型。

像IE3D 一樣，Sonnet軟件公司的Sonnet套件可以在單片微波集成電路（MMIC）、射頻集成電路（RF IC）、平面天線及更多設計中使用。然而，Sonnet套件開發用于平面電路和天線的高精度RF模型（S、Y、Z參數或提取SPICE模型）。該軟件需要電路的物理描述，其中包含了任意版圖以及金屬和介質的材料特性。但是，其采用了基于麥斯韋爾方程的矩量法（MoM）EM分析，包括了所有寄生、交叉耦合、封裝以及封裝諧振效應。

Sonnet套件的11版在三月份公布，共同校準內部端口在電路版圖內部引入了理想地校準連接。因此，模型可以連接在用戶首選的頻域和時域仿真器上。為了去除組內端口間的交叉耦合，共同校準端口被組合在校準組（Calibration Group）中，并且進行去埋（de-embedded）。此外，11版采用的組件包括了EM仿真中的電氣或電路理論模型。該組件可以校準有關連接器件端子寬度的連接。所以，表面貼裝焊盤與該組件端子寬度之間的間斷在Sonnet中進行了精確表征。其還被包括在EM分析中。

稱為em的Sonnet EM分析引擎目前已經提高為64-b Windows和Linux平臺。所以，問題規模僅僅受到用戶計算機中隨機存儲器（RAM）大小的限制。此外，Sonnet 套件11版提供了重新設計和重新寫入安捷倫ADS的接口，被稱為ebridge。其還簡化了Sonnet著名的集群運算功能，該功能允許設計師采用多臺計算機來求解大型EM分析。分析頻率在CPU之間劃分，這轉為節省了非常可觀的時間。這一集群計算能力可以在無需第三方軟件的現有計算機網絡上加以實現。

四個單獨的3D EM仿真工具組成了計算機仿真科技GmbH公司的CST Studio套件：CST Microwave Studio用于高頻應用，CST EM Studio用于低頻和靜態應用，CST Particle Studio用于帶電粒子動態應用，而CST Design Studio用于綜合與電路仿真。這些程序全部可以通過CST設計環境進行訪問。最新版的CST Studio Suite 2008有望在今年第四季度上市。在這一版本中進行的改進是兩個最新的接口，其簡化了設計工作流程，特別是針對工程師所涉及到的信號完整性問題。與 Mentor Graphics的固有接口Expedition采用了COM/COM來交換整體版圖、面積或線網的數據。第二，這是一個ODB++接口，可以從各種工具 （例如Mentor Graphics的Board Station和Zuken的CR5000）來訪問版圖。此外，CST Microwave Studio的用戶將可以利用Sigrity的電流分布作為場源并輸出HSPICE模型。

在性能方面，這一新版本承諾改善瞬態和頻域的并行求解。另外，正在與英特爾進行的代碼優化項目保證了最新的和即將上市的處理器世代發揮充分的優勢。專用硬件加速板可以用于瞬態求解。對四面體網格上的直接頻域求解而言，都已經提高了內存使用與速度。CST Design Studio 2008還允許從CWT MWS中直接使用電路圖模塊來建立版圖（圖2）。對信號完整性設計師而言，IBIS和Berkeley Spice模型可以包含在CST DS仿真中。另外，CST Particle Studio 2008中的網格質點（PIC）求解法可以在外部和空間電場情況下提供完全一致的帶電粒子動態仿真。

Applied Wave Research公司的（El Segundo，加利福尼亞州）Microwave Office設計套件和系統仿真軟件、Visual System Simulator（VSS）的2007版在五月下旬發布。Microwave Office目前提供用于提高下一代通訊產品設計師生產率的電路提取技術。因為用戶可以通過用于電路提取的基于版圖的模型，ACE自動電路提取承諾削減復雜互連最初建模所需要的時間。另外，設計師可以在設計流程中的最早期階段實現精確互連模型。

Microwave Office 2007的其他特性包括增強了與APLAC諧波平衡仿真引擎的整合，改善了EM層疊編輯器與版圖布局，以及新的版圖特性與仿真模型。由于與VSS RF Inspector進行了整合，可以從Microwave Office環境內部實現頻域仿真。此外，擴展的Intelligent Net （iNet）技術包括了單片微波集成電路（MMIC）、模塊以及印制電路板（PCB）設計能力。2007版還提供了擴展的設計規則檢查（DRC）覆蓋和支持，以及AC與HSPICE噪聲分析。

就其一部分而言，該公司的VSS 2007軟件目前包括了RFA技術。這一系統級、RF結構規劃和指標工具定位于RF通訊系統工程師，在交付硬件和/或特定電路設計前，這些工程師需要快速建立并驗證射頻設計師的初步指標。RFA的新仿真工具RF Inspector承諾幫助設計師在系統級設計階段的設計過程早期發現潛在的陷阱。所以用戶可以查明交調噪聲的來源，以及RF鏈路有害毛刺。VSS 2007還提供了RF中心測量結果，例如累積相位噪聲和載波干擾噪聲比（CINR）。VSS 2007為WiMAX配備了WiMAX移動庫，其完全兼容IEEE 802.16e-2005規范，這是一個WirelessMAN-OFDMA物理層和一個WiMAX固定庫（802.16d-2004）接收器。

Agilent EEsof公司的Advanced Design System （ADS） RF電子設計自動化（EDA）軟件是電路仿真的主干。該公司還提供了RF Design Environment、IC-CAP器件建模軟件和系統，以及Eagleware-Elanix 公司的GENESYS與SystemVue。由于信號完整性設計、高數據速率連接以及串行數據鏈路設計師的集成驗證工具包目前可以發現并校正抖動源，同時預測位誤碼率（BER）的性能。安捷倫公司的信號完整性驗證工具包（Signal Integrity Verification Toolkit）設計用于ADS平臺。通過在數Gbit通訊鏈路設計中識別并分析使性能下降的抖動來源，這將幫助設計師在硬件原型開始設計之前發現并消除抖動的起因。

截至5月底，安捷倫還宣布了將其全波、3D仿真器Electromagnetic Design System （EMDS）集成到ADS平臺中。安捷倫基于ADS的EMDS承諾減少設計高精度高頻RF/微波模塊、RF電路板以及平面天線所需的步驟（圖3）。不僅僅作為EM專業工具，基于ADS的EMDS實現了全部3D EM仿真易于所有的ADS用戶區使用。安捷倫基于ADS的EMDS允許設計師在開始物理原型設計前，在知情的情況下作出設計決定和調整。當仿真采用非同質平面介質構建的電路時特別有用，這些電路例如介質諧振器振蕩器（DRO）或下腔螺旋電感器等。其還對在開始硬件生產之前驗證平面EM仿真結果是有用的。

在大多數情況下，這些軟件平臺定位于電氣工程應用，甚至更特殊地，用于RF設計出現的問題。然而，許多軟件平臺可以服務于這個市場，并同時滿足其他數學和自然科學領域。兩個來自MathWorks公司的主要例子。該公司最出名的可能是MATLAB，這是一款高級語言和交互環境，與例如c、c++和Fortran等傳統的編程語言相比，其能夠使設計師以更快地速度執行計算密集型任務。該公司的Simulink平臺提供了多領域仿真以及動態系統基于模型的設計。因為Simulink與MATLAb進行了集成，其對廣泛算法開發工具、數據可視化、數據分析與存取，以及數值計算提供了即時訪問。

國家儀器公司（NI）具有相當大的系列軟件產品來滿足廣泛的行業需求。該公司的旗艦產品LabVIEW目前允許用戶利用面向對象編程開發可擴展的代碼。他們還可以用自動VI接口建立與可重用擴展代碼集成.NET網頁服務，這些代碼可以自動生成DLL接口。此外，自動調用DLL并利用回調是可能的。

COMSOL 公司目前正將其數學建模、仿真與虛擬原型提供給更為廣泛的工程師群體。在COMSOL Multiphysics 3.3中，AC/DC模塊允許靜態和準靜態模型包括任何耦合物理和非線性材料。對聲學模塊來說，用戶可以通過固體和液體來對聲波傳播進行建模。RF模塊允許設計師沒有RF和微波仿真限制的條件下指定圖形、物理和材料。COMSOL Multiphysics 3.3還公布了兩款新軟件。信號與系統實驗室（Signals & Systems Lab）提供了三個圖形用戶接口（GUI）以及大量功能來支持信號處理與分析、系統識別以及統計。優化實驗室（Optimization Lab）除無約束優化外，包含了求解受約束的線性優化、二次、非線性目標和最小二乘問題。

由于其計算能力可達500至 1500兆單元/秒，Schmid & Partner Engineering AG或SPEAG公司的EM仿真工具溝通了眾多不同行業。就12.4版SEMCAD X仿真平臺而言，該公司已經采用最新的EMC/EMI有關特性以及材料建模方法。還取得了內存效率的極大提高。SEMCAD X V12.4提供了額外的優化目標，這包括了OTA參數、一致性和更多的CAD結構GA優化。其還提供特異材料（雙負）、擴展的色散材料，以及耗散金屬和涂層板建模。3D固體建模工具箱也已經進行擴展。

業界正在證明電路和EM仿真的持續發展。但是，這些公司開始認識到還需要獨特的軟件功能。例如，Flomerics公司（Marlborough，馬薩諸塞州）從事EM仿真的同時提供熱效應分析軟件。由于設計師不斷努力在更小的空間之外獲得更多的能量，能夠理解、預測和分析設計的散熱方面是至關重要的。ADI公司用ADIsimPLL回應了不同的需求，這是一款鎖相環（PLL）電路設計和計算軟件。3.0版將仿真器中PLL環路濾波器可以獲得的拓撲范圍從9提高到18。九個新的環路濾波器拓撲的大部分包括了更高階的有源濾波器，這可以提供額外的諧波抑制。新的專用壓控振蕩器（VCO）/參考庫文件編輯器允許通過VCO或參考振蕩器庫文件進行瀏覽，與用戶訪問VCO調諧和相位噪聲數據一樣。此外，計算PLL的閉環增益并在FreqDomain頁面上進行顯示。相位噪聲圖已經被提高從而顯示來自每個PLL噪聲源的貢獻。

Modelithics 公司將其分開的方法之一就是利用其獨特的庫。該公司的最新CLR庫就是一個底層和部分價值伸縮性、表面貼裝、RLC模型庫。目前，許多這些模型包括了焊盤的幾何尺寸。此外，某些具有水平/垂直方向選擇。對4.1版，全部Modelithics全局模型（Modelithics Global Model）允許用簡單仿真模式設置來去埋焊盤影響。然后可以應用用戶指定的焊盤影響。在三月，該公司還將新一類模型引入到高精度RF和微波仿真模型的 Modelithics庫中。系統器件庫（SCL）引入了用于功能系統模塊的高精度線性和非線性模型的集合，其包括了濾波器、開關、衰減器、變壓器、放大器以及混頻器。

在過去幾年里，EDA巨人Cadence設計系統公司已經步入RF領域。例如，Cadence RF SiP Methodology Kit在系統設計、物理實現以及生產之間進行了連接廣泛的整合。所以，其允許全系統封裝（full-SiP）電分析并表征關鍵路徑，這與通過自頂向下的驗證從整個系統級仿真進行行為建模一樣。該公司還提供了Cadence RF Design Methodology Kit，該工具包承諾縮短產品開發周期，提高硅的可預見性，并實現更高的射頻設計生產率。其功能包括了證明智能管理RLCK寄生的先進方法，電感綜合與建模，通過新—本地包絡技術進行全芯片驗證，以及PLL仿真指南。它還通過IC設計來連接系統級設計。

這些例子僅僅為RF軟件領域及其表面上無盡的能力提供了一個小窗口。從實現最窄、最具挑戰的任務到滿足幾乎每個設計師的EM仿真需求，軟件正在消除日益增加的設計麻煩和錯誤。隨著軟件開發的增加，將會出現實現新的仿真，甚至執行大部分實際設計的軟件。