基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法技术

本发明专利技术提供一种基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法，包括：针对射频综合系统，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，并对基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第一分析结果；针对射频综合系统，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型，并对基于传导形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第二分析结果；根据第一分析结果和第二分析结果，实现射频综合系统的电磁兼容设计。本方法能够克服射频综合系统中模块间的相互耦合及相互干扰现象，完成射频综合系统的电磁兼容设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁学
，尤其涉及一种基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法。
技术介绍
射频综合系统的电子设备基于功能模块来实现各种功能，功能模块集成在一个相对较小的空间，因此很多原先在联合式系统不需要考虑的问题如近场耦合作用以及较为严重的相互干扰现象等等，都需要在射频综合环境下得到解决，否则将影响整个系统的性能。同时，射频综合系统的功能实现不再是像联合式系统那样的直线式电路系统，而是通过信号的统一采集统一处理再分别将信号处理结果进行提取获得所需要的功能。因此传统的电磁兼容分析设计方法在面临射频综合系统所提出的诸多问题时显得力不从心，不能很好地完成电磁兼容设计。鉴于此，如何提供一种射频综合系统的特性分析方法，以克服射频综合系统中模块间的相互耦合及相互干扰现象，完成射频综合系统的电磁兼容设计成为目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本专利技术提供一种基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法，能够克服射频综合系统中模块间的相互耦合及相互干扰现象，完成射频综合系统的电磁兼容设计。第一方面，本专利技术提供一种基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法，包括：针对射频综合系统，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第一分析结果；针对射频综合系统，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于传导形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第二分析结果；根据所述第一分析结果和第二分析结果，实现射频综合系统的电磁兼容设计。可选地，所述针对射频综合系统，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，包括：分析射频综合系统的基于电磁流的等效多端口模型的对外辐射特性；建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型；对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析。可选地，所述分析射频综合系统的基于电磁流的等效多端口模型的对外辐射特性，包括：根据电磁场等效定律，获取射频综合系统的等效电磁流的形式；利用电磁流辐射的基本公式，对所述射频综合系统的等效电磁流的形式的对外辐射特性进行计算分析。可选地，所述建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，包括：根据射频综合系统的实际物理模型和射频综合系统各端口处辐射出的电磁能量与除了该端口外其他端口间的相互作用关系，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型。可选地，所述对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，包括：在所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型中，建立具有屏蔽腔的电路模块，在屏蔽腔体的实际物理端口依据实际开口结构建立等效多端口模型。可选地，所述针对射频综合系统，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型，包括：建立射频综合系统中芯片的等效电路模型；建立射频综合系统中PCB走线的电路模型；建立射频综合系统中PCB过孔的电路模型；建立射频综合系统中所有基本元器件的电路模型；基于所建立的射频综合系统中芯片的等效电路模型、PCB走线的电路模型、PCB过孔的电路模型和所有基本元器件的电路模型，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型。可选地，所述建立射频综合系统中芯片的等效电路模型，包括：对于芯片内部产生的同步转换噪声SSN，采用线性等效电路和电流源模型LECCS，建立射频综合系统中芯片的等效电路模型。可选地，所述建立射频综合系统中PCB走线的电路模型中，PCB走线的特性阻抗Z为： Z = L C ]]>其中，L为PCB走线的，C为PCB走线的电容。可选地，所述建立射频综合系统中PCB过孔的电路模型中，PCB过孔的寄生电容C过为：其中，D1为过孔焊盘直径，D2为过孔在铺地层上的阻焊区直径，ε为PCB板基材介电常数，T为PCB板的厚度；所述建立射频综合系统中PCB过孔的电路模型中，PCB过孔的寄生电感L过为:其中，h为过孔长度，d为过孔中心钻孔的直径。可选地，所述基于所建立的射频综合系统中芯片的等效电路模型、PCB走线的电路模型、PCB过孔的电路模型和所有基本元器件的电路模型，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型，包括：基于所建立的射频综合系统中芯片的等效电路模型、PCB走线的电路模型、PCB过孔的电路模型和所有基本元器件的电路模型，建立射频综合系统各结构的等效电路模型，将这些等效电路模型按照电磁能量传输关系以端口形式进行互联，端口之间的作用通过电路参数来描述，获得射频综合系统的基于传导形式的电磁等效多端口模型。由上述技术方案可知，本专利技术的基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法，将电磁兼容三要素进行封装，基于系统的层次结构，对系统进行分解，将要素或者包含要素的一部分视为一个独立的单元，单元同外界的联系通过端口实现，建立电磁兼容等效多端口模型，分析射频综合系统的电磁兼容特性，能够克服射频综合系统中模块间的相互耦合及相互干扰现象，完成射频综合系统的电磁兼容设计。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的电磁场等效定律的原理图；图3为本专利技术实施例提供的二端口网络模型的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的射频综合系统中芯片的电磁基本模型的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术一实施例提供的基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法，包括下述步骤101-103：101、针对射频综合系统，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第一分析结果。可理解的是，本步骤中的基于辐射形式的电磁等效多端口模型是指干扰通过空间并以电磁波的特性和规律传播，辐射出去的电磁能量被周围其他设备拾取，进入电路从而产生干扰。在具体应用中，所述步骤101，可以包括图中未示出的步骤101a-101c：101a、分析射频综合系统的基于电磁流的等效多端口模型的对外辐射特性。具体地，所述步骤101a可以根据电磁场等效定律，获取射频综合系统的等效电磁流的形式；利用电磁流辐射的基本公式，对所述射频综合系统的等效电磁流的形式的对外辐射特性进行计算分析。参见图2，图2中为电场强度，为磁场强度，为曲面法线方向的单位矢量，为面电流密度，为面磁流密度，根据电磁场等效定律，在一定空间V1范围内的源对空间V2的辐射，可以等效为包围V1的曲面上的等效电磁流对V2产生的电磁辐射，而V1内就不再有任何电磁场源。通过这种等效，可以将射频综合系统对外的辐射特性利用等效电磁流的形式来研究分析，而不用细化模块内部复杂的电路特征。因此在时变条件下，任何一个实际天线都可以分解成许多连续的电流丝，再细化分解成电流元，这些电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法，其特征在于，包括：针对射频综合系统，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第一分析结果；针对射频综合系统，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于传导形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第二分析结果；根据所述第一分析结果和第二分析结果，实现射频综合系统的电磁兼容设计。

【技术特征摘要】
1.一种基于等效多端口的射频综合模块电磁特性分析方法，其特征在于，包括：针对射频综合系统，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第一分析结果；针对射频综合系统，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于传导形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，得到第二分析结果；根据所述第一分析结果和第二分析结果，实现射频综合系统的电磁兼容设计。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对射频综合系统，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，并对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，包括：分析射频综合系统的基于电磁流的等效多端口模型的对外辐射特性；建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型；对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分析射频综合系统的基于电磁流的等效多端口模型的对外辐射特性，包括：根据电磁场等效定律，获取射频综合系统的等效电磁流的形式；利用电磁流辐射的基本公式，对所述射频综合系统的等效电磁流的形式的对外辐射特性进行计算分析。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型，包括：根据射频综合系统的实际物理模型和射频综合系统各端口处辐射出的电磁能量与除了该端口外其他端口间的相互作用关系，建立基于辐射形式的电磁等效多端口模型。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型进行电磁特性分析，包括：在所述基于辐射形式的电磁等效多端口模型中，建立具有屏蔽腔的电路模块，在屏蔽腔体的实际物理端口依据实际开口结构建立等效多端口模型。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对射频综合系统，建立基于传导形式的电磁等效多端口模型，包括：建立射频综合系统中芯片的等效电路模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱新，赵柯褀，赵越，刘欣，苏东林，吴文斌，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11