【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物联网领域，更具体地说，它涉及一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法。
技术介绍
1、目前手机、平板以及其它iot（internet of things） 物联网终端结构演变的愈发复杂，且结构愈发紧凑。所实现特定辐射性能的天线设计能否发挥的空间也变的更小，天线设计和射频电路匹配设计难度极大。所以，在具体的无线收发终端系统中，设计一种小型化天线，通过匹配电路中，采用体积较小的分离式元器件调谐天线工作频点，实现特定需求天线辐射性能方式，就非常具有意义。该种设计方法，可以在有限的空间中，实现天线工作频点的移动，从而可以极大的减小天线设计对空间尺寸的依赖。
2、但目前采用多个分离式元器件的方式，在优化过程中涉及到多个类型元器件，且分离式的电容、电感及电阻等数值变化区间非常大，带来了手动调节的困难；而采用解析方法进行电路匹配求解的方式，得到的理论值在实际应用中只能作为参考，而且涉及到多个频段时，求解过程非常复杂。
3、所以，采用自动化调谐天线工作频率的方式，可以极大的节省调试和测试时间。尤其对于双频和多频的天线设计，采用自动化方式的电路匹配调谐，可以极大的提高射频电路系统调谐效率。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，该方法通过高效的算法处理，实现对天线工作频点的精确移动和匹配电路的优化设计。
2、本专利技术方法会获取天线或射频电路的电磁散射参数结果，这一步通常
3、进一步的，本专利技术方法会加载射频元器件进行标准匹配电路设计。这些元器件包括电阻、电容、电感等，它们的类型和数值将通过标准匹配电路设计过程进行初步确定。
4、进一步的，本专利技术方法利用离散式元器件进行射频电路调谐。在调谐过程中，会改变这些元器件的参数，如电容值、电感值等，以观察电路性能的变化。
5、进一步的，本专利技术方法可通过模式搜索算法对元器件参数进行优化。模式搜索算法是一种寻找函数最小值的迭代算法，它可以自动地搜索并找到使射频电路匹配性能最优化的元器件参数组合。
6、通过上述步骤，本专利技术的方法能够实现射频电路匹配性能的最优化，从而极大地减小天线设计对空间尺寸的依赖，并提高射频电路系统调谐效率。
7、本专利技术的方法在多个方面均表现出显著的有益效果：
8、1、通过自动化的方式实现匹配电路的优化设计，大大提高了设计效率。传统的射频电路设计往往需要手动调节元器件的参数，过程繁琐且容易出错。而本专利技术利用模式搜索算法自动进行参数优化，大大减轻了设计师的工作负担，同时提高了设计的准确性和效率。
9、2、本专利技术的方法拓宽了应用范围。由于采用了自动化的设计方式，该方法不仅适用于天线设计，还可以应用于所有射频电路的自动化匹配。无论是无线通信设备、雷达系统还是其他射频应用，都可以利用本专利技术的方法进行匹配电路的优化设计。
10、3、通过优化匹配电路，本专利技术的方法能够实现无线收发系统在特定频段内的谐振，从而提高系统的性能。匹配电路的优化设计可以减少能量的损耗，提高信号的传输效率和质量，从而改善整个无线收发系统的性能。
11、综上所述，本专利技术提供了一种基于模式搜索算法的射频电路匹配设计方法，通过自动化的设计方式、广泛的应用范围和优秀的性能优化效果，为物联网领域中的无线收发终端系统设计提供了重要的实用价值。
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1.一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，于步骤c，电容、电感及电阻参数在优化过程中，可以被随机替换，其数值亦可被得到持续优化，以不断的得到更优化的计算结果；且任意位置，其对应的元器件类型并非固定，其对应的元器件类型可以是电容、电感或者电阻，且大小可以随意调节，以实现最佳匹配效果。
3.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，匹配电路模型采用并联加串联的多级方式，且每一个位置的元器件可以置换为电容、电感或电阻。
4.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，所述射频系统包括依次电性连接的天线、匹配电路一、匹配电路二及模组，
5.根据权利要求4所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，所述射频系统中，匹配电路一和匹配电路二之间连接有滤波器、放大器、耦合器、滤波器、衰减器、二极管、三极管及功分器中的任意一个或多个，用于实现射频
6.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，通过仿真软件构建射频系统或天线的仿真模型，采用仿真软件执行的操作过程为初始化天线模型设计、设定电磁波辐射和求解边界条件、设计天线结构和工作频段、进行天线激励端口设置、采用有限元方法计算求解天线辐射方向图、导出vbs脚本程序、采用Matlab语言进vbs脚本程序调用、进行电磁场分布的计算、根据计算结果采用所设置的优化算法、实现性能最优化的天线结构设计、将计算结果返回给模型变量、导出天线的结构信息，关闭Matlab语言文件及实现最终的模型方案。
7.根据权利要求4或5所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，匹配电路一和匹配电路二采用分离式元器件，电容、电感及电阻值通过合适的优化，调谐电路的阻值、容性及感性特性，实现对谐振频点的调节。
8.根据权利要求6所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，仿真软件采用Ansys Ansoft Electronic、Dassault Computational SimulationTechnology件或COMSOL Multiphysics仿真软件进行天线或射频电路模型建模，并进行电磁辐射性能、场分布及电磁散射参数的计算。
9.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，优化算法可以为模式搜索算法、共轭梯度法、牛顿法、二乘法、遗传算法、蚁群算法、粒子群算法、模拟退火算法或神经网络算法。
10.根据权利要求8所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，通过编写数值计算算法，获得天线的场分布以及电磁散射参数。
...【技术特征摘要】
1.一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，于步骤c，电容、电感及电阻参数在优化过程中，可以被随机替换，其数值亦可被得到持续优化，以不断的得到更优化的计算结果；且任意位置，其对应的元器件类型并非固定，其对应的元器件类型可以是电容、电感或者电阻，且大小可以随意调节，以实现最佳匹配效果。
3.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，匹配电路模型采用并联加串联的多级方式，且每一个位置的元器件可以置换为电容、电感或电阻。
4.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，所述射频系统包括依次电性连接的天线、匹配电路一、匹配电路二及模组，
5.根据权利要求4所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，所述射频系统中，匹配电路一和匹配电路二之间连接有滤波器、放大器、耦合器、滤波器、衰减器、二极管、三极管及功分器中的任意一个或多个，用于实现射频电路收发功能。
6.根据权利要求1所述的一种基于优化算法的射频电路自动化匹配设计方法，其特征在于，通过仿真软件构建射频系统或天线的仿真模型，采用仿真软件执行的操作过程为初始化天线模型设计、设定电磁波辐射和求解边界条件、设计天线结构和工作频段、进行天线...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈方园，傅胜明，钟陈健，唐文飞，严华杰，陈高波，
申请(专利权)人：浙江金乙昌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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