多端口分析像微波仿真器(MAPES)用于AI辅助RFIC与微波电路设计
信号处理
2025-12-15 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
本文提出一种新型分析框架，称为Multiport Analytical Pixel Electromagnetic Simulator(MAPES)。MAPES能够高效准确地预测任意像素化微波(MW)和射频集成电路(RFIC)结构的电磁(EM)性能。受Integrated Internal Multiport Method(IMPM)启发，MAPES将概念扩展至AI辅助EM设计中常用的像素存在/不存在域。通过引入虚拟像素和对角虚拟像素，并在关键位置插入虚拟端口，MAPES在单个多端口阻抗矩阵中捕获所有水平、垂直和对角电磁耦合。仅需少量全波仿真(通常约占AI辅助EM仿真器所需数据集的1%)即可构建该矩阵。随后，可无需额外全波计算即可对任意像素配置进行解析评估。该方法消除了数据驱动的过拟合，确保在所有设计变体下均能获得准确结果。针对单层和双层CMOS工艺(180nm和65nm)以及PCB的综合案例表明，MAPES在预测准确性上达到与CST仿真相媲美的水平，同时实现了600至2000倍的速度提升。凭借其效率、可扩展性和可靠性，MAPES为AI辅助MW电路和RFIC设计提供了实用且通用的工具。
引用
@article{arxiv.2511.21274,
title = {Multiport Analytical Pixel Electromagnetic Simulator (MAPES) for AI-assisted RFIC and Microwave Circuit Design},
author = {Junhui Rao and Yi Liu and Jichen Zhang and Zhaoyang Ming and Tianrui Qiao and Yujie Zhang and Chi Yuk Chiu and Hua Wang and Ross Murch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21274},
year = {2025}
}