基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法。本方法包括：进行端口散射参数测量获取不同频点下的散射参数，并通过矢量拟合方法转换得到状态空间模型；根据状态方程系数矩阵构建无源性判定矩阵，进行模型无源性判断和增强；根据状态方程系数矩阵计算可控性和可观性Grammian矩阵，实现系统平衡；计算每一频点的HSV及相应的曲率谱，确定降阶模型的阶数；确定降阶宏模型；获得通用模型。本发明只需要较小频段内的测试数据就可拟合出原电路的宽带系统模型，准确度高，拟合时间短，可快速确定降阶后模型阶数，大大减少了电磁兼容宏模型建模时间，转化的SPICE网表具有通用性。
【专利说明】基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电磁领域中的预测建模方法，更具体地说，是指一种基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法。
【背景技术】
[0002]电磁兼容性问题在电路系统设计过程中越来越突出，已经成为制约电路系统研制速度和市场竞争力的关键问题之一。
[0003]准确有效的电磁发射模型是进行系统电磁兼容性预测仿真的关键。目前比较流行的基于矢量拟合的建模方法，能够快速地根据测量数据自动建立宽带等效模型，且具有比较高的模型精度。但对整个系统来说，矢量拟合的模型阶数很高，状态变量维数很多，这样使得计算负担加重，给电路仿真带来巨大的困难。因此，对矢量拟合的高阶模型进行降阶是十分重要的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种电磁兼容宏模型建模方法，当电路产生电磁兼容问题时，在不知道系统内部电路结构及具体参数的情况下，可以根据测试数据建立等效模型，并进行模型降阶得到等效简化的电路模型，进行电磁兼容预测和诊断。所得到的简化后的电路模型就是原电路的电磁兼容宏模型。
[0005]本发明提供了一种基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法，具体实现步骤如下:
[0006]步骤一:建立状态空间模型。
[0007]在设定频段内，通过微波矢量网络分析仪对被测对象进行端口散射参数测量，获取不同频点下的散射参数，根据测量数据在Matlab软件中通过矢量拟合方法转换得到状态空间模型。
[0008]令被测对象的原始频域响应与其极点-留数逼近模型的频域响应HFit (S)近似相等，通过矢量拟合方法，得到极点和留数矩阵，并得到如下宏模型:
[0009]Hm(S) = C (sI_A) ^+D+sE
[0010]其中，s表示复频率变量，A、B、C、D和E为状态方程系数矩阵，I表示单位矩阵；
[0011]转化得到的状态空间模型为
【权利要求】
1.一种基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法，根据测量数据自动建立宽带等效模型，其特征在于:该电磁兼容宏模型建模方法包括以下步骤: 步骤一:建立状态空间模型； 在设定频段内，通过微波矢量网络分析仪对被测对象进行端口散射参数测量，获取不同频点下的散射参数，根据测量数据在Matlab软件中通过矢量拟合方法转换得到状态空间模型； 令被测对象的原始频域响应与其极点-留数逼近模型的频域响应HFit (S)近似相等，通过矢量拟合方法得到极点和留数矩阵，转换得到如下宏模型:
HFit(s) = C(sl-A) _1B+D+sE 其中，s表示复频率变量，A、B、C、D和E为状态方程系数矩阵，I表示单位矩阵；
转化得到的状态空间模型为
2.根据权利要求1所述的基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法，其特征在于:所述的步骤三中平衡变换矩阵W的获取过程如下: 首先，由状态方程系数矩阵求出可控性Grammian矩阵P和可观性Grammian矩阵Q如下:
【文档编号】G06F17/50GK104008246SQ201410243270
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】谢树果, 林冠豫, 马超, 张卫东 申请人:北京航空航天大学