射频集成电路地平面简化建模方法的改进及其在10 GHz功率放大器设计中的应用

《IEEE Journal of Microwaves》：Best Practices for Simulating Ground Planes in RF Integrated Circuit Design

　　

摘要：

本文分析了射频集成电路中简化和模拟地平面（接地层）的不同方法。研究结果表明，由于忽略了地平面电感，省略地平面是不准确的。本文提出了一种改进方法，通过简单的距离测量来估算电感。文中评估了将复杂图案化地平面简化为适用于电磁（EM）仿真形式的各种方法，并表明这些方法可达到很高的精度。此外，本文展示了一种易于仿真的地平面结构。最后，将上述技术应用于一个10 GHz功率放大器设计中。案例研究表明，在设计迭代过程中将地平面纳入电磁仿真可以带来显著的性能提升：饱和输出功率（$P_{\text{sat}}$）提高了2.4 dB，1 dB压缩点功率（$P_{1\text{dB}}$）提高了2.47 dB，功率附加效率（PAE）提高了1.1%。本文还提出了一种混合技术，即在设计初期迭代时估算电感，而在最终调谐阶段使用完整的EM仿真来模拟地平面。