本發明屬于微波無源器件技術領域，尤其涉及一種微波器件設計參數的容差計算方法。

背景技術：

在微波設計中可以采用微波仿真軟件對所設計的微波器件進行仿真驗證，并得到在各種設計下微波器件的S參數的性能，然后，進一步地分析各種設計能否滿足微波器件的實際性能需求。其中，若通過微波仿真軟件分析得出某種設計滿足微波器件的實際性能需求，則可以進入加工階段，將該某種設計對應的設計模型加工成樣品并進行實際測試。

通過驗證比較可知，微波器件性能的實際測試結果往往與仿真得到的微波器件性能的測試結果之間存在一定的差距，并且在某些特定的場景條件下，該差距可能會造成微波器件的設計不能滿足實際的性能需求。這一現象實際長期存在于微波器件設計領域。造成這種現象的最主要的原因在于由于加工誤差和材料特性的分散性的存在，仿真模型的參數設置和實際加工樣品器件的參數以及實際材料特性不完全一致，在不考慮仿真計算誤差的情況下，兩者的性能肯定是不一樣的。另一方面，正是由于加工誤差和材料特性的分散性的存在器件的性能存在著不確定性，并且存在著某些重要參數敏感的問題，即這類參數的微小變化將導致器件整體性能的急劇變化。

綜上所述，為了在保證微波器件的實際微波性能達標的基礎上，提高微波器件的設計及制造效率，目前亟需一種能夠根據微波性能參數要求對微波器件的設計參數的容差進行計算的方法。

技術實現要素：

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種微波器件設計參數的容差計算方法，在保證微波器件的實際微波性能達標的基礎上，提高微波器件的設計及制造效率。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種微波器件設計參數的容差計算方法，包括：

確定用戶所請求的至少兩個微波器件設計參數，以及，目標性能參數；

獲取所述確定的至少兩個微波器件設計參數與所述確定的目標性能參數之間的函數關系；

確定用戶所請求的目標性能參數的參數范圍；

根據所述確定的目標性能參數的參數范圍和所述函數關系，計算得到所述至少兩個微波器件設計參數的容差。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，所述方法還包括：

預先確定并保存所述至少兩個微波器件設計參數與所述確定的目標性能參數之間的函數關系。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，通過如下步驟確定所述至少兩個微波器件設計參數與所述確定的目標性能參數之間的函數關系：

將所述至少兩個微波器件設計參數作為微波仿真的至少兩個輸入參數；

根據各個微波器件設計參數對應的設定誤差范圍，對所述至少兩個輸入參數進行取值；

采用微波仿真算法，計算得到所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值；

根據所述微波仿真算的計算結果，以每個輸入參數作為多維空間的基，在所述多維空間內進行數學建模，得到所述至少兩個輸入參數與所述目標性能參數之間的對應關系。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，所述目標性能參數，包括：至少一個微波性能參數；

其中，所述采用微波仿真算法，計算得到所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值，包括：

采用微波仿真算法，計算得到所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的各個微波性能參數的值；

當所述微波性能參數為一個時，采用微波仿真算法計算得到一個微波性能參數的值，將計算得到的所述一個微波性能參數的值作為所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值；

當所述微波性能參數為多個時，采用微波仿真算法計算得到多個微波性能參數的值，按照各個微波性能參數對應的權重，對所述計算得到的多個微波性能參數的值進行加權求和，將求和結果作為所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，所述確定用戶所請求的目標性能參數的參數范圍，包括：

接收配置請求；其中，所述配置請求中攜帶有所述目標性能參數下的各個微波性能參數的參數范圍；

按照各個微波性能參數對應的權重，對所述配置請求中攜帶的所述目標性能參數下的各個微波性能參數的參數范圍進行加權求和，將求和結果作為所述用戶所請求的目標性能參數的參數范圍。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，所述微波性能參數，包括：駐波比、隔離度和插入損耗。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，所述根據所述確定的目標性能參數的參數范圍和所述函數關系，計算得到所述至少兩個微波器件設計參數的容差，包括

將所述確定的目標性能參數的參數范圍作為搜索輸入值；

根據所述函數關系，采用演進算法進行搜索，得到所述確定的目標性能參數的參數范圍所對應的所述至少兩個微波器件設計參數的變化范圍；

將得到的所述至少兩個微波器件設計參數的變化范圍確定為所述至少兩個微波器件設計參數的容差。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，所述演進算法為：PSO粒子群算法、NSGA-II算法和MOEA/D算法中的任意一種。

在上述微波器件設計參數的容差計算方法中，所述微波器件設計參數，包括：微波器件的結構尺寸參數、結構形狀參數和材料性能參數。

本發明具有以下優點：

本發明所述的微波器件設計參數的容差計算方法，通過在誤差范圍內，建立多個微波器件設計參數與微波性能參數的對應關系，實現了根據微波性能參數要求對器件設計參數的容差進行計算，進而在保證微波器件的實際微波性能達標的基礎上，提高微波器件的設計及制造效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例中一種微波器件設計參數的容差計算方法的步驟流程圖；

圖2是本發明實施例中又一種微波器件設計參數的容差計算方法的步驟流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明公共的實施方式作進一步詳細描述。

參照圖1，示出了本發明實施例中一種微波器件設計參數的容差計算方法的步驟流程圖。在本實施例中，所述微波器件設計參數的容差計算方法，包括：

步驟101，確定用戶所請求的至少兩個微波器件設計參數，以及，目標性能參數。

在本實施例中，微波器件設計參數包括但不僅限于：微波器件的結構尺寸參數、結構形狀參數和材料性能參數。在實際應用中，用戶可以根據實際需求確定需要進行容差求解的至少兩個微波器件設計參數，以及，確定基于所述需要進行容差求解的至少兩個微波器件設計參數所需要達到的期望目標性能，也即，確定對應的目標性能參數。

其中，所述目標性能參數可以包括至少一個微波性能參數，也即，所述目標性能參數可以根據任意一個或多個微波性能參數確定。所述微波性能參數包括但不僅限于：駐波比、隔離度和插入損耗。

為了提高計算效率，當微波器件涉及多個微波性能參數的指標要求時，可以通過對不少于兩個的微波性能參數進行加權求和，將所述加權求和的結果確定為目標性能參數，進而將多目標性能參數的情況轉化為單一目標性能參數的情況進行計算。需要說明的是，在實際應用中，也可以分別對每個微波性能參數進行分別計算，因此本發明對是否進行加權求和過程不予限定。

步驟102，獲取所述確定的至少兩個微波器件設計參數與所述確定的目標性能參數之間的函數關系。

在本實施例中，可以預先建立保存有任意數量及組合下的微波器件設計參數與任一目標性能參數之間的函數關系。優選的，所述方法還可以包括如下步驟：預先確定并保存所述至少兩個微波器件設計參數與所述確定的目標性能參數之間的函數關系。

在本實施例中，具體可以通過如下方式確定所述至少兩個微波器件設計參數與所述確定的目標性能參數之間的函數關系：將所述至少兩個微波器件設計參數作為微波仿真的至少兩個輸入參數；根據各個微波器件設計參數對應的設定誤差范圍，對所述至少兩個輸入參數進行取值；采用微波仿真算法，計算得到所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值；根據所述微波仿真算的計算結果，以每個輸入參數作為多維空間的基，在所述多維空間內進行數學建模，得到所述至少兩個輸入參數與所述目標性能參數之間的對應關系。

在本實施例中，進一步優選的，上述所述采用微波仿真算法，計算得到所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值的步驟，具體可以包括：采用微波仿真算法，計算得到所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的各個微波性能參數的值；當所述微波性能參數為一個時，將采用微波仿真算法計算得到的所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的一個微波性能參數的值確定為所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值；

當所述微波性能參數為多個時，按照設定權重，對所述采用微波仿真算法計算得到的所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的多個微波性能參數的值進行加權處理，得到加權結果；將所述加權結果確定為所述至少兩個輸入參數在不同取值時對應的目標性能參數的值。

步驟103，確定用戶所請求的目標性能參數的參數范圍。

在本實施例中，可以根據用戶輸入的配置請求確定所述目標性能參數的參數范圍。具體的，所述步驟103可以包括：

子步驟1031，接收配置請求。

在本實施例中，所述配置請求中攜帶有所述目標性能參數下的各個微波性能參數的參數范圍。如前所述，當所述目標性能參數為一個微波性能參數時，則所述配置請求中攜帶的為該一個微波性能參數的參數范圍，可以直接將該一個微波性能參數的參數范圍作為所述目標性能參數的參數范圍。當所述目標性能參數包括兩個或兩個以上的微波性能參數時，則可以按照下述子步驟1032確定所述目標性能參數的參數范圍。

子步驟1032，按照各個微波性能參數對應的權重，對所述配置請求中攜帶的所述目標性能參數下的各個微波性能參數的參數范圍進行加權求和，將求和結果作為所述用戶所請求的目標性能參數的參數范圍。

步驟104，根據所述確定的目標性能參數的參數范圍和所述函數關系，計算得到所述至少兩個微波器件設計參數的容差。

在本實施例中，所述步驟104具體可以包括：

子步驟1041，將所述確定的目標性能參數的參數范圍作為搜索輸入值。

子步驟1042，根據所述函數關系，采用演進算法進行搜索，得到所述確定的目標性能參數的參數范圍所對應的所述至少兩個微波器件設計參數的變化范圍。

在本實施例中，所述演進算法可以但不僅限于是：PSO粒子群算法、NSGA-II算法和MOEA/D算法中的任意一種。其中，PSO粒子群算法：Particle Swarm Optimization，粒子群優化算法；NSGA-II算法：Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-II非支配排序遺傳算法II；MOEA/D算法：Multiobjective Evolutionary Algorithm based on Decomposition，基于分解的多目標進化算法。

子步驟1043，將得到的所述至少兩個微波器件設計參數的變化范圍確定為所述至少兩個微波器件設計參數的容差。

在上述實施例的基礎上，下面以一個具體應用場景為例對所述微波器件設計參數的容差計算方法進行詳細說明。

在本實施例中，兩個作為輸入參數的微波器件設計參數分別為：微波器件長度尺寸L，微波器件寬度尺寸D；目標性能參數為插入損耗IL。參照圖2，示出了本發明實施例中又一種微波器件設計參數的容差計算方法的步驟流程圖。所述微波器件設計參數的容差計算方法的具體步驟如下：

步驟201，根據用戶的輸入，確定微波器件長度尺寸L和微波器件寬度尺寸D的誤差范圍。

在本實施例中，確定的微波器件長度尺寸L和微波器件寬度尺寸D的誤差范圍可以如下：{(L，D)|(L₁～L_n，D₁～D_n)}。

步驟202，在所述誤差范圍內進行取值，采用微波仿真算法，確定所述微波器件長度尺寸L和微波器件寬度尺寸D與插入損耗IL之間的函數關系。

如前所述，在所述誤差范圍內進行取值，即取L＝L₁、L₂、L₃···L_n；D＝D₁、D₂、D₃···D_n；對兩個輸入參數的每個取值進行任意組合，形成一個二維坐標面，即(L_x，D_y)。在二維坐標面(L_x，D_y)內進行取值，采用如CST Studio(CST微波仿真平臺)、HFSS(High Frequency Structure Simulator，高頻結構仿真器)等微波仿真平臺計算各個取值對應的插入損耗，進而建立一個用于描述插入損耗隨微波器件長度L和微波器件寬度D的二變量的函數對應關系。

步驟203，獲取目標性能參數的允許范圍。

在本實施例中，所述目標性能的允許范圍可以根據實際應用時具體的微波性能參數要求由用戶進行輸入。

步驟204，根據所述二變量的函數對應關系及獲取的目標性能參數的允許范圍，計算得到所述微波器件長度尺寸L和微波器件寬度尺寸D的容差。

在本實施例中，可以采用演進算法搜索所述目標性能參數的允許范圍對應的輸入參數的可變化范圍，將搜索得到的所述可變化范圍確定為所述微波器件長度尺寸L和微波器件寬度尺寸D的容差。在實際應用中，所述演進算法包括PSO粒子群算法、NSGA-II算法、MOEA/D算法，以及其他任意一種適當的算法，本發明對此不作限定。

綜上所述，本發明實施例所述的微波器件設計參數的容差計算方法，通過在誤差范圍內，建立多個微波器件設計參數與微波性能參數的對應關系，實現了根據微波性能參數要求對器件設計參數的容差進行計算，進而在保證微波器件的實際微波性能達標的基礎上，提高微波器件的設計及制造效率。

以上所述，僅為本發明最佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。