[发明专利]热电耦合下微波电路的模型建立方法及传输参数提取方法

说明书

本发明公开了一种热电耦合下微波电路的模型建立方法，属于微波电路热电耦合的数值校准技术领域，方法包括：对微波电路结构等效电路模型进行热电耦合分析，直至微波电路达到温度平衡状态，得到热电耦合温度平衡状态下的微波电路等效模型。传输参数提取方法包括：提取完成热电耦合分析温度平衡状态下的微波电路热电耦合等效电路模型结构及材料参数分布；根据等效电路模型结构及材料参数分布构建校准标准件，计算误差盒子的传输参数；去除误差盒子的传输参数，得到微波电路中核心电路热电耦合下的传输特性参数。本发明实现了微波电路热电耦合温度平衡状态下等效电路模型的建立，并能准确提取到实际工作状态下微波电路的传输特性参数。

技术领域

本发明涉及微波电路热电耦合的数值校准技术领域，尤其涉及热电耦合下微波电路的模型建立方法及传输参数提取方法。

背景技术

上世纪六十年代，特别是到了七十年代，由于微波半导体电路的飞速发展，微波在无线电技术领域中占有越来越重要的地位。目前，它已广泛地应用于微波中继通信、卫星通信、雷达、制导、电子测量仪器及各种飞行器的电子设备中，因此从事无线电和电子技术的理论和工程技术人员在科研和生产实际中，将大量接触和使用各种微波电子线路。

近年来微波电路不断向小型化、集成化、多功能化、高频率和高功率方向发展的趋势，急需对微波电路进行多物理效应(热电耦合)的数值分析，尤其是热效应。目前对于微波电路的研究多是在纯电磁环境中，建立纯电磁环境中微波电路的等效电路模型即可实现对微波电路的分析。实际上，微波电路的实际工作状态需要考虑其热效应，目前仍没有人提出热电耦合温度平衡状态下的微波电路模型的建立方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中无法提出热电耦合温度平衡状态下的微波电路模型的建立方法的不足，提供了一种热电耦合下微波电路的模型建立方法及传输参数提取方法。

一种热电耦合下微波电路的模型建立方法，方法包括：

对微波电路结构等效电路模型进行热电耦合分析，直至所述微波电路达到温度平衡状态，得到热电耦合温度平衡状态下的微波电路等效模型。

具体地，热电耦合分析具体还包括以下步骤：

S01：计算微波电路等效电路模型中各网格的电场强度瞬时平均值；

S02：根据所述电场强度瞬时平均值计算等效电路模型各网格的导体损耗和介质损耗，得到微波电路电磁损耗的热能；

S03：根据微波电路电磁损耗的热能计算各网格在第一时间节点的温度值；

S04：根据所述第一时间节点的温度值判断所述微波电路是否达到温度平衡状态，若未达到平衡状态，则使用第一时间节点的温度值更新网格的材料参数带入到电磁场中进行重复的热电耦合分析，直至所述微波电路达到温度平衡状态。

具体地，计算等效电路模型各网格的电场强度瞬时平均值包括：

S011：对微波电路进行时域电磁仿真，外加正弦电压源对模型进行激励，采用PML边界条件对问题空间进行截断，进而求得所述等效电路模型各节点在各时刻的电场及磁场分布；

S012：对所述等效电路模型各节点的电场强度在时间周期内进行采样，将各节点的电场强度综合到网格中心并求出周期内各网格的电场强度瞬时平均值。

具体地，得到微波电路电磁损耗的热能包括：

S021：根据坡印亭定理计算等效电路模型各网格的导体损耗和介质损耗；

S022：对等效电路模型各网格的导体损耗和介质损耗进行求和运算即得到微波电路电磁损耗的热能。

具体地，计算各网格在第一时间节点的温度值还包括：