本发明专利技术提供了一种匹配电路设计方法及其装置以及一种计算机存储介质。匹配电路设计方法包括：获取第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系和第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系；基于第一级网络和所述第二级网络的理想状态，确定匹配电路的ABCD参数；利用第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系、第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系和ABCD参数，构建匹配电路的RS参数；以及基于第一级网络和第二级网络的匹配目标优化RS参数，以获得满足匹配目标的最优解，将最优解对应的元件值确定为匹配电路的设计值。从而完成匹配电路在多级级联网络中于工作频带内的匹配设计。络中于工作频带内的匹配设计。络中于工作频带内的匹配设计。
【技术实现步骤摘要】
一种匹配电路设计方法及其装置
[0001]本专利技术涉及芯片设计领域，尤其涉及一种匹配电路设计方法及其装置。
技术介绍
[0002]阻抗匹配是射频微波电路设计领域中必不可少的一部分。在一段传输线上，电压与电流的比值称为特性阻抗；在传输线的两端，即传输线的输入负载或输出负载端，电压和电流的比值就等于输入负载阻抗或输出负载阻抗。当负载阻抗与特性阻抗不同时，传输线上的电压电流与负载上的电压电流不连续，此时，就会产生一部分反射波（即回波）。当负载阻抗等于特性阻抗时，便不会产生反射，负载吸收全部能量。为使得某一段传输线的特性阻抗等于等效的负载阻抗，实现最大的能量传输，需要在前级网络和后级网络之间设置匹配电路以进行阻抗匹配，从使得前级网络的输出阻抗能够通过匹配电路以较高的传输效率匹配至后级网络的输入阻抗。
[0003]常规的匹配电路的设计方法分为以下两种场景：
[0004]1.若两个网络需独立使用，可将两个网络的输出阻抗和后级网络的输入阻抗都各自设计匹配网络以将阻抗转换到标准阻抗，例如按照50欧姆的界面设计，然后将前级网络和后级网络对接，即可实现标准阻抗的直接对接，不需要再次设置匹配网络；
[0005]2.若两个需要互联的网络处于一个系统内，可直接将源阻抗匹配到负载阻抗，通常是采用共轭匹配来实现最大功率传输，常见的匹配方法是分别获取中心频点处的源阻抗和负载阻抗，再设计一个能够实现该中心频点处的源阻抗的共轭匹配到负载阻抗的匹配电路；该方法能够实现中心频点处的匹配，一般适用于窄带系统。
[0006]为实现在大带宽应用场景中，两级网络的匹配电路需要在整个频段范围内满足前后级网络的匹配目标，本专利技术提供一种匹配电路设计方法，以解决现有的设计方法仅能实现窄带匹配的问题。
技术实现思路
[0007]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0008]为了克服上述缺陷，本专利技术旨在提供一种匹配电路设计方法，适用于多级级联网络，该多级级联网络包括第一级网络和第二级网络。
[0009]在一实施例中，匹配电路设计方法包括：获取第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系和第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系；基于第一级网络和第二级网络的理想状态，确定匹配电路的ABCD参数；利用第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系、第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系和ABCD参数，构建匹配电路的RS参数，RS参数为与第一级网络的实际输出阻抗以及第二级网络的实际输入阻抗相关的用于表征匹配电路的实际S参
数的方程式；以及基于第一级网络和第二级网络的匹配目标优化RS参数，以获得满足匹配目标的最优解，将最优解对应的元件值确定为匹配电路的设计值。
[0010]在一实施例中，基于第一级网络和第二级网络的理想状态，确定匹配电路的ABCD参数包括：假设第一级网络的输出阻抗及第二级网络的输入阻抗为理想阻抗，以第一级网络的输出端为匹配电路的输入端并以第二级网络的输入端为匹配电路的输出端，搭建基础匹配电路，基础匹配电路以理想S参数表征；以及从理想S参数中去除端口因素，获得表征匹配电路的自身特性的ABCD参数。
[0011]在一实施例中，搭建基础匹配电路包括：根据匹配电路的匹配目标以及第一级网络和第二级网络的工作频段搭建基础匹配电路。
[0012]在一实施例中，从理想S参数中去除基础匹配电路的端口因素，获得表征基础匹配电路的自身特性的ABCD参数包括：利用计算出基础匹配电路的ABCD参数，其中，S11、S12、S21和S22为基础匹配电路的理想S参数，Z0为理想阻抗。
[0013]在一实施例中，理想阻抗为50。
[0014]在一实施例中，构建匹配电路的RS参数包括：利用构建RS参数，其中，Zs为第一级网络的输出阻抗，Zl为第二级网络的输入阻抗，函数conj为求复数的共轭，函数Re为求复数的实部，A、B、C和D分别为匹配电路的ABCD参数中的A、B、C和D方程式。
[0015]在一实施例中，获取第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系和第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系包括：
[0016]检测第一级网络的各个频点的输出阻抗，以获得第一级网络的频点与输出阻抗的数据对应表，数据对应表作为第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系；以及
[0017]检测第二级网络的各个频点的输入阻抗，以获得第二级网络的频点与输入阻抗的数据对应表，数据对应表作为第二级网络的频点与输出阻抗的对应关系；以及
[0018]基于第一级网络和第二级网络的匹配目标优化RS参数，以获得满足匹配目标的最优解包括：
[0019]在各个频点从数据对应表中调取第一级网络对应的输出阻抗和第二级网络的输入阻抗，以计算出对应的RS参数；以及
[0020]根据第一级网络和第二级网络的匹配目标优化计算出的RS参数，以获得最优解。
[0021]在一实施例中，将最优解对应的元件值确定为匹配电路的设计值包括：通过诺顿变换将最优解变换为匹配电路的实用架构并确定实用架构中的具体器件参数。
[0022]根据本专利技术的再一个方面，还提供了一种计算机存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序被执行时实现如前述任一实施例中的匹配电路设计方法。
[0023]根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种匹配电路设计装置，包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器上的计算机程序，处理器被配置成：获取第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系和第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系；基于第一级网络和第二级网络的理想状态，确定匹配电路的ABCD参数；利用第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系、第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系和ABCD参数，构建匹配电路的RS参数，RS参数为与第一级网络的实际输出阻抗以及第二级网络的实际输入阻抗相关的用于表征匹配电路的实际S参数的方程式；以及基于第一级网络和第二级网络的匹配目标优化RS参数，以获得满足匹配目标的最优解，将该最优解对应的元件值确定为匹配电路的设计值。
[0024]在一实施例中，处理器进一步被配置成：假设第一级网络的输出阻抗及第二级网络的输入阻抗为理想阻抗，以第一级网络的输出端为匹配电路的输入端并以第二级网络的输入端为匹配电路的输出端，搭建基础匹配电路，基础匹配电路以理想S参数表征；以及从理想S参数中去除端口因素，获得表征匹配电路的自身特性的ABCD参数。
[0025]在一实施例中，处理器进一步被配置成：根据匹配电路的匹配目标以及第一级网络和第二级网络的工作频段搭建基础匹配电路。
[0026]在一实施例中，处理器进一步被配置成：利用计算出基础匹配电路的ABCD参数，其中，S11、S12、S21和S22为基础匹配电路的理想S参数，Z0为理想阻抗。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种匹配电路设计方法，适用于多级级联网络，所述多级级联网络包括第一级网络和第二级网络，所述匹配电路设计方法包括：获取所述第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系和所述第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系；基于所述第一级网络和所述第二级网络的理想状态，确定匹配电路的ABCD参数；利用所述第一级网络的频点与输出阻抗的对应关系、所述第二级网络的频点与输入阻抗的对应关系和所述ABCD参数，构建所述匹配电路的RS参数，所述RS参数为与所述第一级网络的实际输出阻抗以及所述第二级网络的实际输入阻抗相关的用于表征所述匹配电路的实际S参数的方程式；以及基于所述第一级网络和所述第二级网络的匹配目标优化所述RS参数，以获得满足所述匹配目标的最优解，将所述最优解对应的元件值确定为所述匹配电路的设计值。2.如权利要求1所述的匹配电路设计方法，其特征在于，基于所述第一级网络和所述第二级网络的理想状态，确定匹配电路的ABCD参数包括：假设所述第一级网络的输出阻抗及所述第二级网络的输入阻抗为理想阻抗，以所述第一级网络的输出端为所述匹配电路的输入端并以所述第二级网络的输入端为所述匹配电路的输出端，搭建基础匹配电路，所述基础匹配电路以理想S参数表征；以及从所述理想S参数中去除端口因素，获得表征所述匹配电路的自身特性的ABCD参数。3.如权利要求2所述的匹配电路设计方法，其特征在于，所述搭建基础匹配电路包括：根据所述匹配电路的匹配目标以及所述第一级网络和所述第二级网络的工作频段搭建所述基础匹配电路。4.如权利要求2所述的匹配电路设计方法，其特征在于，从所述理想S参数中去除端口因素，获得表征所述匹配电路的自身特性的ABCD参数包括：利用计算出所述匹配电路的ABCD参数，其中，A、B、C和D分别为所述匹配电路的ABCD参数中的A、B、C和D方程式，S11、S12、S21和S22为所述基础匹配电路的理想S参数，Z0为理想阻抗。5.如权利要求2或4所述的匹配电路设计方法，其特征在于，所述理想阻抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜益平，姜鑫，
申请(专利权)人：南京米乐为微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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