一种基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法
【专利摘要】一种基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，首先进行电子设备前端场结构的等效电路建模，建立集总元件电路模型，然后进行基于行为模型的底层物理电路建模，建立描述电路输入输出功能特性的行为模型，最后将集总元件电路模型和描述电路输入输出功能特性的行为模型进行综合，建立电子设备的综合路级模型，统一用于电路级的仿真分析。本发明简化了计算且省略了传统场路协同分析时的数据接口，解决了系统内电路高集成度和数模混合高复杂度导致的大量积微分方程求解困难问题，行为模型与电路模型还能相互兼容，提高了分析效率，建立的综合电路模型通用性强，可以根据电子设备性能灵活调整模型的参数，简单易实现。
【专利说明】一种基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁兼容【技术领域】，尤其涉及一种基于行为模型的电子设备电磁兼容 路级综合建模方法。
【背景技术】
[0002] 电子设备电磁兼容性建模和计算的方法总体上可以归结为两类：场的方法和路的 方法。对复杂的电子信息系统(例如通信系统）来说，传统的建模计算是采用场路协同分 析的思路，如图1所示，分别采用电磁场软件计算发射天线、接收天线和线缆的电磁特性参 数，采用电路仿真软件计算通信系统内部电路(发射端包含信号生成电路、射频前端和匹配 网络等，接收端包含匹配网络、射频前端和信号处理电路等）的信号波形、功率、频谱等参 数。一般地，电磁场分析的结果如端口 S参数、阻抗参数、响应计算的时域信号等，需要经 过数据接口再处理以后，统一到电路级的分析，在电路里完成稳态或瞬态、时域或频域的计 算，最终得到系统信噪比、误码率、波形失真等各种电磁干扰/受扰特征。因此，电磁兼容分 析最后是将所有问题都统一到电路级的计算。
[0003] 传统的场路协同分析中，建立复杂平台电子设备的电磁兼容模型仍然具有一定难 度，主要体现在：一方面，场结构的分析往往会出现尺寸剖分复杂、场模型计算会消耗大量 的计算机资源，远远慢于电路分析；另一方面，随着集成电路集成度和数模混合系统的复 杂性的迅速提高以及超大规模电路和芯片系统的发展，建立整个系统物理电路模型并采用 仿真器进行大量积微分方程的求解也越来越困难，另外在系统设计初期，部分设备为了技 术保密，底层物理电路的详细信息并不完全已知。复杂平台电子设备的电磁兼容分析往往 受限于此类技术难题，因此，需要提出一种基于行为模型的电磁兼容路级综合建模方法，将 场结构电磁模型等效为电路模型，将底层物理电路等效为描述输入输出功能特性的行为模 型，并进行综合建模用于统一的电路级分析，为复杂平台内电子设备电磁兼容的防护设计 和整改措施验证提供有效手段。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，简化了计 算且省略了传统场路协同分析时的数据接口，解决了系统内电路高集成度和数模混合高复 杂度导致的大量积微分方程求解困难问题，行为模型与电路模型还能相互兼容，提高了分 析效率，建立的综合电路模型通用性强，可以根据电子设备性能灵活调整模型的参数，简单 易实现。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提供一种基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合 建模方法，包含以下步骤： 进行电子设备前端场结构的等效电路建模，建立集总元件电路模型； 进行基于行为模型的底层物理电路建模，建立描述电路输入输出功能特性的行为模 型； 将集总元件电路模型和描述电路输入输出功能特性的行为模型进行综合，建立电子设 备的综合路级模型，统一用于电路级的仿真分析。
[0006] 所述的电子设备前端场结构是指，电子设备的前端天线、电子设备的输入或输出 线缆，这些电子设备前端场结构能够发射电磁波信号或接收外界辐射的电磁波。
[0007] 所述的电子设备前端场结构包含自身物理尺寸参数和外界电磁波的特性参数。
[0008] 所述的集总元件电路模型是指等效的集总元件和等效的信号源组成的等效电路， 该等效电路能够描述场结构的阻抗特性。
[0009] 所述的等效的集总元件包含不随频率变化的电路模型元件。
[0010] 所述的底层物理电路是电子设备中除了前端场结构之外的其余电路结构。
[0011] 所述的行为模型是指，描述电路输入输出功能特性的数学模型，行为模型满足如 下约束关系：
【权利要求】
1. 一种基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特征在于，包含以下 步骤： 进行电子设备前端场结构的等效电路建模，建立集总元件电路模型； 进行基于行为模型的底层物理电路建模，建立描述电路输入输出功能特性的行为模 型； 将集总元件电路模型和描述电路输入输出功能特性的行为模型进行综合，建立电子设 备的综合路级模型，统一用于电路级的仿真分析。
2. 如权利要求1所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特 征在于，所述的电子设备前端场结构是指，电子设备的前端天线、电子设备的输入或输出线 缆，这些电子设备前端场结构能够发射电磁波信号或接收外界辐射的电磁波。
3. 如权利要求2所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特征 在于，所述的电子设备前端场结构包含自身物理尺寸参数和外界电磁波的特性参数。
4. 如权利要求1所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特征 在于，所述的集总元件电路模型是指等效的集总元件和等效的信号源组成的等效电路，该 等效电路能够描述场结构的阻抗特性。
5. 如权利要求4所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特征 在于，所述的等效的集总元件包含不随频率变化的电路模型元件。
6. 如权利要求1所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特征 在于，所述的底层物理电路是电子设备中除了前端场结构之外的其余电路结构。
7. 如权利要求1所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特征 在于，所述的行为模型是指，描述电路输入输出功能特性的数学模型，行为模型满足如下约 束关系： }Κ?) = χ(?)·Μ)(1) 其中，X(t)为底层物理电路的输入，y(t)为底层物理电路的输出，h(t)为描述底层物 理电路的输入输出功能特性的数学函数。
8. 如权利要求7所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特征 在于，根据底层物理电路的输入输出实验数据进行辨识得到描述底层物理电路的输入输出 功能特性的数学函数h(t)。
9. 如权利要求1-8中任意一个所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建 模方法，其特征在于，所述的集总元件电路模型和描述电路输入输出功能特性的行为模型 进行综合是指，将集总元件电路模型和描述电路输入输出功能特性的行为模型在电路分析 软件中进行电性连接，建立描述电子设备电磁兼容特性的统一综合路级模型。
10. 如权利要求9所述的基于行为模型的电子设备电磁兼容路级综合建模方法，其特 征在于，所述的综合路级模型是指，可以采用电路分析的理论和方法完成计算的模型，而不 需要考虑电子设备的三维电磁场结构、电磁特性因素。
【文档编号】G06F17/50GK104392022SQ201410595649
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】廖意, 张元 , 王晓冰, 高伟 申请人:上海无线电设备研究所