計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件工具需要花點(diǎn)時(shí)間才能熟練使用，但通過(guò)預(yù)測(cè)不同工作條件對(duì)電路或系統(tǒng)的影響，這些軟件工具能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期中節(jié)省大量時(shí)間。這些工具在射頻/微波設(shè)計(jì)領(lǐng)域中已經(jīng)不是什么新生事物了，但它們有助于高效且極具性?xún)r(jià)比地滿(mǎn)足用戶(hù)的設(shè)計(jì)要求。了解目前可用的各類(lèi)CAE軟件工具是發(fā)揮這些工具最大作用的第一步。

　　射頻/微波CAE工具的起源可以追溯到四十多年前。Les Besser常被人尊稱(chēng)為“微波軟件之父”，因?yàn)樗?970年在飛兆半導(dǎo)體公司（Fairchild）的微波事業(yè)部開(kāi)發(fā)過(guò)一款名為“Speedy”的程序，后來(lái)又開(kāi)發(fā)了COMPACT（微波無(wú)源與有源電路的計(jì)算機(jī)優(yōu)化）。許多公司都曾嘗試使用散射（S）參數(shù)和軟件來(lái)幫助設(shè)計(jì)射頻/微波電路，包括德州儀器（TI）及其CAIN-01程序。

　　這些早期的軟件工具是為時(shí)間共享型計(jì)算機(jī)編寫(xiě)的，多個(gè)不同用戶(hù)只能輪流使用。在20世紀(jì)90年代初推出的IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）改變了為微波行業(yè)開(kāi)發(fā)軟件的方式。曾在1980年收購(gòu)COMPACT的COMSAT公司為PC機(jī)開(kāi)發(fā)了SuperCOMPACT-PC，還有一款名為AUTO-ART的版圖設(shè)計(jì)程序。Synergy Microwave公司主席Ulrich Rohde后來(lái)又從COMSAT公司手里收購(gòu)了COMPACT和Super-COMPACT，并對(duì)這兩款產(chǎn)品作了進(jìn)一步完善。隨后又有許多軟件公司興起，包括位于加州西湖村市的EESof公司以及位于喬治亞州石頭山的Circuit Busters公司。就拿EESof來(lái)說(shuō)，該公司專(zhuān)門(mén)為IBM PC和類(lèi)似計(jì)算機(jī)平臺(tái)開(kāi)發(fā)出了Touchstone微波設(shè)計(jì)軟件。

　　在高頻工程師開(kāi)始設(shè)計(jì)射頻/微波電路之前，必須對(duì)組成電路的“構(gòu)建材料”的質(zhì)量有一定的了解，包括印刷電路板（PCB）、集成電路（IC）和無(wú)源電路元件等。軟件工具可以包含電路元件、IC甚至PCB材料的擴(kuò)展選擇等大型庫(kù)，但無(wú)法指明可能產(chǎn)生用戶(hù)嚴(yán)格性能要求的各種成分的秘密組合。舉例來(lái)說(shuō)，用于高頻電路的PCB材料在一些關(guān)鍵的電氣和機(jī)械參數(shù)方面有很大的變化，比如相對(duì)介電常數(shù)、損耗因子以及熱膨脹系數(shù)（CTE）等。了解行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電路構(gòu)建模塊的局限性有助于高效地使用高頻CAE軟件工具。

　　對(duì)于剛開(kāi)始啟動(dòng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，射頻/微波設(shè)計(jì)軟件的選擇似乎是壓倒一切的工作。市場(chǎng)上有許多軟件工具，有用于線(xiàn)性和非線(xiàn)性電路分析與設(shè)計(jì)的，有用于電磁（EM）分析與設(shè)計(jì)的，也有用于系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的。現(xiàn)代商用CAE軟件包往往都配備好了器件模型，包括像封裝在一起的和單片分立二極管、晶體管和封裝在一起的IC等有源器件。不過(guò)，一款有用的軟件工具必須提供導(dǎo)入數(shù)據(jù)的途徑，例如從微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）導(dǎo)入，目的是要基于S參數(shù)數(shù)據(jù)為新的或還沒(méi)有收錄在軟件器件庫(kù)中的器件建立模型。

　　不同類(lèi)型的設(shè)計(jì)軟件具有不同的功能。雖然一款電路仿真器或完整的設(shè)計(jì)工具套件可能非常適合傳統(tǒng)的微帶線(xiàn)或帶狀線(xiàn)電路設(shè)計(jì)，但一款平面三維（3D）電磁（EM）仿真器可以讓人更深入地了解作為天線(xiàn)或天線(xiàn)陣列一部分的電路的行為。完整的3D電磁仿真器可以分析感興趣對(duì)象的所有三維電磁場(chǎng)，比如同軸連接器或輻射電纜（有時(shí)也被用作天線(xiàn)）。

　　事實(shí)上，包括Sonnet Software在內(nèi)的許多家公司都提供獨(dú)立的電磁仿真器程序。也有些公司將電磁仿真器作為軟件工具套件中的一部分，這些包括安捷倫科技（Agilent）、ANSYS、Computer Simulation Technology（CST）和明導(dǎo)國(guó)際（Mentor Graphics）。這些電磁仿真器中采用的技術(shù)多種多樣，從明導(dǎo)公司IE3D電磁仿真器中幫助加速二維（2D）平面天線(xiàn)仿真的矩量法（MoM）分析技術(shù)到ANSYS基于頻域的高頻結(jié)構(gòu)仿真器（HFSS）電磁仿真器中采用有限元方法（FEM）分析技術(shù)的完全3D仿真。CST公司的Microwave Studio套件通過(guò)基于時(shí)域的完美邊界近似（PBA）分析方法也提供3D電磁分析功能。

　　一些商用的軟件設(shè)計(jì)包非常專(zhuān)業(yè)。例如，AMPSA公司專(zhuān)注于放大器和阻抗匹配程序的設(shè)計(jì)。Ampsa放大器設(shè)計(jì)向?qū)ВˋDW）與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化程序完全不同，它能夠借助電路元件綜合技術(shù)為放大器目標(biāo)性能更快地找到所需要的電路元件值。該軟件為了得到最適合的元件值會(huì)執(zhí)行大量系統(tǒng)化搜索，然后對(duì)找到的電路元件進(jìn)行優(yōu)化。
擴(kuò)展支持

　　射頻/微波軟件設(shè)計(jì)工具的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是對(duì)其它制造商提供的設(shè)計(jì)軟件的擴(kuò)展支持。例如，Sonnet Software公司最近發(fā)布的一個(gè)軟件版本（版本13.56）就擴(kuò)展了Sonnet的應(yīng)用編程接口（API），可支持安捷倫的先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ADS 2011）設(shè)計(jì)軟件工具套件。新的鏈接允許ADS 2011用戶(hù)從ADS版圖設(shè)計(jì)中激活Sonnet的三維（3D）平面電磁仿真引擎。當(dāng)在A(yíng)DS 2011環(huán)境下工作時(shí)，Sonnet電磁抽取過(guò)程能夠創(chuàng)建一種新的模型單元，這種單元具有版圖、原理圖和類(lèi)似版圖的符號(hào)視圖。