多通道高速級聯(lián)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多通道高速級聯(lián)的方法，對多個(gè)S參數(shù)模型級聯(lián)構(gòu)成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)求解得到結(jié)果S參數(shù)。本發(fā)明制定了一套端口與端口連接的方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)算法：利用一個(gè)矩陣來表達(dá)多通道級聯(lián)的拓?fù)潢P(guān)系；采用了向量擬合的方式解決了不同S參數(shù)模型對頻域的依賴。使S參數(shù)模型在連接其他組件的時(shí)候不需要轉(zhuǎn)換成其他類型的參數(shù)模型，并且具有支持多個(gè)S參數(shù)混合連接和使用矩陣式一次性解多個(gè)S參數(shù)的創(chuàng)新特點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的回路仿真，以上這些方法大大提高了模擬回路仿真的性能和精度。
【專利說明】
多通道高速級聯(lián)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種多通道高速級聯(lián)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] S參數(shù)在微波、模擬回路仿真、參數(shù)模型設(shè)計(jì)中占據(jù)主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)上的模擬回路 通過改變節(jié)點(diǎn)電壓和支路電流的方式對模型進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整，運(yùn)樣不僅花費(fèi)大量時(shí)間，模 型的拓展性也受到很大的約束。面對越來越復(fù)雜的連接器，需要一種更加高效的多通道的 快速級聯(lián)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的W上問題，提供一種多通道高速級聯(lián)的方 法，尋找一種方法來找到模擬回路仿真中S參數(shù)模型和其他組件連接的拓?fù)潢P(guān)系。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0005] 制定了一套端口與端口連接的方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)算法:利用一個(gè)矩陣來表達(dá)多通 道級聯(lián)的拓?fù)潢P(guān)系;采用了向量擬合的方式解決了不同S參數(shù)模型對頻域的依賴，對多個(gè)S 參數(shù)模型級聯(lián)構(gòu)成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)求解得到結(jié)果S參數(shù)。
[0006] 包括W下步驟：
[0007] a)使用探針端口來描述S參數(shù)間連接的不同情況，循環(huán)求得所有子關(guān)聯(lián)矩陣Si，i e [ 1，NPort ]，則散列參數(shù)由列向量Si組成
[000引 b)把一對未連接同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的端口對的導(dǎo)電率為看成0,用一個(gè)矩陣
來替代四種不同的連接方式；
[0009] C)使用遍歷二選一的方法減少對節(jié)點(diǎn)分析的次數(shù)；
[0010] d)用Ys代表所有S參數(shù)模型的標(biāo)準(zhǔn)化的多端口導(dǎo)納矩陣；
[0011] e)減小S參數(shù)模型的尺寸，S參數(shù)與S參數(shù)連接之后，會有一些端口未與其他端口連 接的或者接地端口更或具有有限阻抗的終端端口，將運(yùn)些類似的端口提前移除；
[0012] f)根據(jù)端口是否在邊界歸類為獨(dú)立的兩個(gè)子組；
[0013] g)采用向量擬合的方式解決不同S參數(shù)模型對頻域的依賴，至此優(yōu)化結(jié)束。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：
[0015] 與傳統(tǒng)的回路仿真不一樣的是，本發(fā)明制定了一套端口與端口連接的方法，使S參 數(shù)模型在連接其他組件的時(shí)候不需要轉(zhuǎn)換成其他類型的參數(shù)模型。運(yùn)個(gè)方法主要將端口統(tǒng) 一化，簡而言之就是將S參數(shù)模型或其他組件統(tǒng)一看成一種"model stamps"，用簡單的兩端 口組件替代接地過孔、未與其他組件相連的模型或者最末端的模型，相當(dāng)于在把運(yùn)些模型 放入到回路中之前就進(jìn)行了縮小處理，同時(shí)采用了向量擬合的方式解決了不同S參數(shù)模型 對頻域的依賴。相比傳統(tǒng)的回路仿真，具有支持多個(gè)S參數(shù)混合連接和使用矩陣式一次性解 多個(gè)S參數(shù)的創(chuàng)新特點(diǎn)，W上運(yùn)些方法大大提高了模擬回路仿真的性能和精度。
[0016] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予W實(shí)施，W下W本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由W下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【附圖說明】
[0017] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中： [001引圖1為兩端口模型示意圖；
[0019] 圖2為S參數(shù)模型級聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0021] 參照圖1、圖2所示。一種多通道高速級聯(lián)的方法，包括W下基本流程：
[0022] 1、基于S參數(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提取數(shù)學(xué)公式，使用入射和反射矢量AB表示S參數(shù)模型， 關(guān)系簡化成B = SA
[0023] 2、考慮到不同的S參數(shù)對應(yīng)的阻抗不同，使用帶有不同阻抗數(shù)據(jù)的對角矩陣Z0來 表示電流和電壓：
[00%] 3、使用關(guān)聯(lián)矩陣來快速連接S參數(shù)。例如有兩個(gè)單獨(dú)的S參數(shù)模型S1: [S1.1，S1.2， 51.3,51.4]，52:[52.1，52.2,52.3,52.4]，分別有四個(gè)端口，可^組合成圖1中的兩端口模 型"探針端口 "[P1，P2]，
[0027]
?οοκ? 如上表所示，可W簡單的將關(guān)聯(lián)矩陣κ分成兩個(gè)部分，一部分是常規(guī)的s參數(shù)端口 Km，即表格中深色底部分，另一部分是探針端口 Κρ，即表格中淺色底部分。循環(huán)求得所有子關(guān) 聯(lián)矩陣51，1￡[1，肥0的]，貝撒列參數(shù)由列向量&組成。
[0029] 4、同樣的，將運(yùn)類關(guān)聯(lián)矩陣運(yùn)用到(2)中的電流和電壓上，結(jié)合電流電壓和關(guān)聯(lián)矩 陣，根據(jù)基爾霍夫電流定律化irchhoff current law)可推導(dǎo)出關(guān)系方程組，可得到最終的 矩陣式：
[0030]
[0031] 其中 Lm 和 Lp 分別代表 KmZm^/2 和 ΚρΖρ^/2。
[0032] 5、如果要使用簡單的方式將標(biāo)準(zhǔn)化的端口連接到每個(gè)端口節(jié)點(diǎn)，為了減少計(jì)算量 提高級聯(lián)效率，對W上結(jié)論進(jìn)一步優(yōu)化：
[0033] 5.1把標(biāo)準(zhǔn)化的阻抗節(jié)點(diǎn)η看做模型端口的非標(biāo)準(zhǔn)化阻抗的倒數(shù)和，那么
，運(yùn)里Zokn表示模型上連接到節(jié)點(diǎn)η的單端口阻抗kn。然后可W把拍沾)-1作 為包含所有標(biāo)準(zhǔn)化阻抗的對角矩陣。
[0034] 5.2-個(gè)端口自身的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電率與阻抗相反，如果一對端口未連接同一個(gè)節(jié)點(diǎn)，那 么運(yùn)對端口的導(dǎo)電率為0,否則可W看成：
運(yùn)兩個(gè)組成對的端口可W來自不 同的多端口 S參數(shù)模型。將四個(gè)矩陣放入一個(gè)矩陣L中可得：
。
[0035] 由此可見在式子（11)左邊可W代表正常情況下對結(jié)果沒有影響的或者稍微有影 響的模塊，在理論上其中只有未使用到的矩陣發(fā)生變化時(shí)才會對整個(gè)結(jié)果有直接影響，其 他情況下均未有明顯變化。
[0036] 5.3使用遍歷二選一的方法減少對節(jié)點(diǎn)分析的次數(shù)，從所有S參數(shù)模型中排除所有 非探針端口變量，只留下節(jié)點(diǎn)的電壓信息，運(yùn)樣可W有效降低整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度。
[0037] 5.4用Ys代表所有塊狀S參數(shù)模型的標(biāo)準(zhǔn)化的多端口導(dǎo)納矩陣。
[0038] 5.5減小S參數(shù)模型的尺寸，S參數(shù)與S參數(shù)連接之后，會有一些端口未與其他端口 連接的或者接地端口更或具有有限阻抗的終端端口，運(yùn)些類似的端口可W在添加到關(guān)系式 之前就移除?？蒞將運(yùn)些端口用同一個(gè)等式描述：
[0039] Ai =化 Bi.
[0040] 運(yùn)里把
作為一個(gè)最終的反射系數(shù)，其中Zoi和Zi分別是正常的端口和終 端端口的阻抗，運(yùn)樣即可將端口是否在邊界歸類為獨(dú)立的兩個(gè)子組。
[0041] 5.6在實(shí)際的級聯(lián)過程中會遇到連接的兩個(gè)S參數(shù)頻域不同的，運(yùn)時(shí)采用了向量擬 合的方式解決了不同S參數(shù)模型對頻域的依賴，至此優(yōu)化結(jié)束。
[0042] W上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可W有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多通道高速級聯(lián)的方法，其特征在于：利用一個(gè)矩陣來表達(dá)多通道級聯(lián)的拓?fù)?關(guān)系;采用了向量擬合的方式解決了不同S參數(shù)模型對頻域的依賴，對多個(gè)S參數(shù)模型級聯(lián) 構(gòu)成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)求解得到結(jié)果S參數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：a) 使用探針端口來描述S參數(shù)間連接的不同情況，循環(huán)求得所有子關(guān)聯(lián)矩陣Si，i e [ 1， NPort]，則散列參數(shù)由列向量Si組成 b) 把一對未連接同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的端口對的導(dǎo)電率為看成0,用一個(gè)矩陣 代四種不同的連接方式； c) 使用遍歷二選一的方法減少對節(jié)點(diǎn)分析的次數(shù)； d) 用1代表所有S參數(shù)模型的標(biāo)準(zhǔn)化的多端口導(dǎo)納矩陣； e) 減小S參數(shù)模型的尺寸，S參數(shù)與S參數(shù)連接之后，會有一些端口未與其他端口連接的 或者接地端口更或具有有限阻抗的終端端口，將這些類似的端口提前移除； f) 根據(jù)端口是否在邊界歸類為獨(dú)立的兩個(gè)子組； g) 采用向量擬合的方式解決不同S參數(shù)模型對頻域的依賴，至此優(yōu)化結(jié)束。
【文檔編號】G06F17/50GK105824984SQ201610031023
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】凌峰, 代文亮, 蔣歷國, 汪涓, 顧志超
【申請人】蘇州芯禾電子科技有限公司