场的等效电路提取方法

本技术属于滤波器仿真，尤其涉及一种场的等效电路提取方法。

背景技术：

1、滤波器作为一种常见的微波电磁器件，在通信基站等领域具有广泛的应用，滤波器的优化设计是微波工程中的重要工作。

2、现有的滤波器几何参数有很多，例如腔体的长宽高、腔体之间的耦合方式、螺钉窗口等部件的位置与尺寸等。由于电磁场具有空间分布和时间变化的特性，需要利用多个维度的信息来全面描述其状态和行为，导致电磁场具有较高的信息维度。当电磁场的信息维度增加时，电路仿真中需要考虑的变量和因素也随之增多，使得分析过程变得更加复杂和困难。

3、然而，现有的滤波器优化设计依靠优化算法与经验性调试，缺乏清晰简明的优化设计指导理论，因此，在通过电磁场仿真对滤波器进行设计过程中，由于电磁场的信息维度较高，不易于对电路仿真进行耦合分析，且不利于对滤波器的优化设计。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种场的等效电路提取方法，可以帮助解决现有的通过电磁场仿真对滤波器进行设计过程中，由于电磁场的信息维度较高，导致难以对电路仿真进行耦合分析的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种场的等效电路提取方法，所述方法包括：

3、获取滤波器在预设频率区间内产生的多个腔体电流，和所述滤波器在所述预设频率区间的电磁场分布信息与端口响应信息；

4、根据所述电磁场分布信息和所述端口响应信息，将多个所述腔体电流构造成对应的腔体电流矩阵；

5、对所述腔体电流矩阵进行奇异值分解，得到对应的多个分解矩阵；其中，多个所述分解矩阵包括：用于指示所述腔体电流的空间分布信息的第一分解矩阵，用于指示所述腔体电流的频域响应分布信息的第二分解矩阵，通过多个奇异值指示所述腔体电流在电流分布中重要程度的第三分解矩阵；

6、根据预设提取条件，提取第三分解矩阵中的目标奇异值，以及所述第一分解矩阵中与所述目标奇异值对应的目标空间分布信息和所述第二分解矩阵中与所述目标奇异值对应的目标频域响应分布信息；其中，所述预设提取条件为所述第三分解矩阵中大于预设阈值的奇异值；

7、根据所述目标奇异值、所述目标空间分布信息、所述目标频域响应分布信息，从多个所述腔体电流中确定多个主模电流；

8、根据预设振荡电路公式，对每个所述主模电流的频域响应分布信息进行曲线拟合，得到与每个所述主模电流相匹配的拟合曲线和等效电路参数。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述腔体电流矩阵进行奇异值分解，得到对应的多个分解矩阵，包括：

10、获取所述腔体电流矩阵的虚数部分，所述虚数部分表示所述腔体电流的相位信息；

11、对所述腔体电流矩阵的虚数部分进行奇异值分解，得到所述第一分解矩阵、所述第二分解矩阵和所述第三分解矩阵；

12、其中，所述第一分解矩阵、所述第二分解矩阵和所述第三分解矩阵的乘积构成所述腔体电流矩阵的虚数部分。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据预设提取条件，提取第三分解矩阵中的目标奇异值，以及所述第一分解矩阵中与所述目标奇异值对应的目标空间分布信息和所述第二分解矩阵中与所述目标奇异值对应的目标频域响应分布信息，包括：

14、根据所述预设提取条件，从所述第三分解矩阵中选取出满足所述预设提取条件的多个奇异值，作为多个所述目标奇异值；

15、根据所述目标奇异值，从所述第一分解矩阵中确定对应所述目标奇异值的多个所述目标空间分布信息，以及从所述第二分解电流矩阵中确定对应所述目标奇异值的多个所述目标频域响应分布信息。

16、在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述根据预设振荡电路公式，对每个所述主模电流的频域响应分布信息进行曲线拟合，得到与每个所述主模电流相匹配的拟合曲线和等效电路参数之后，所述方法还包括：

17、将多个所述主模电流对应的拟合曲线分别进行投影处理，得到每个主模电流对应的投影曲线；

18、将多个所述主模电流对应的投影曲线进行线性叠加，得到所述滤波器的复现后的导纳曲线；其中，所述复现后的导纳曲线是用于通过对原始导纳曲线的重构来优化所述滤波器的性能。

19、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述获取滤波器在预设频率区间内产生的多个腔体电流，和所述滤波器在所述预设频率区间的电磁场分布信息与端口响应信息，包括：

20、建立所述滤波器的电磁场模型；

21、通过所述滤波器的电磁场模型，获取所述滤波器在所述预设频率区间内产生的多个所述腔体电流；

22、通过预设电磁场求解器，得到所述电磁场模型在所述预设频率区间内每个频率点的所述电磁场分布信息；

23、根据所述电磁场模型的第一同轴端口和第二同轴端口处的所述电磁场分布信息，得到对应的所述端口响应信息。

24、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述电磁场模型包括所述第一同轴端口、所述第二同轴端口和中心窗口，所述第一同轴端口为激励源项，所述第二同轴端口为负载接收，所述第一同轴端口与所述第二同轴端口关于所述中心窗口对称分布；所述电磁场模型的边界条件为pec边界条件。

25、在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述根据所述电磁场分布信息和所述端口响应信息，将多个所述腔体电流构造成对应的腔体电流矩阵之前，所述方法还包括：

26、根据预设网格划分条件，对所述电磁场模型进行网格划分，得到对应的多个空间网格；其中，所述空间网格用于指示所述腔体电流的电磁场分布信息。

27、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述电磁场分布信息和所述端口响应信息，将多个所述腔体电流构造成对应的腔体电流矩阵，包括：

28、根据所述电磁场分布信息和所述端口响应信息，确定多个所述腔体电流的电流分布信息；

29、将每个所述空间网格在每个频率点的所述电流分布信息对应的电流值作为矩阵的元素，构造出所述腔体电流矩阵。

30、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述腔体电流矩阵的行数对应所述空间网格的个数，所述腔体电流矩阵的列数对应所述频率点的个数。

31、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据预设网格划分条件，对所述电磁场模型进行网格划分，得到对应的多个空间网格，包括：

32、根据所述预设频率区间和第一预设网格疏密条件，对所述电磁场模型进行网格划分，得到多个初始空间网格；

33、根据第二预设网格疏密条件，分别对所述第一同轴端口和所述第二同轴端口处的所述初始空间网格进行加密，得到对应的多个所述空间网格。

34、第二方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的场的等效电路提取方法。

35、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述任一项所述的场的等效电路提取方法。

36、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：首先，通过获取滤波器在预设频率区间内产生的多个腔体电流，和滤波器在预设频率区间的电磁场分布信息与端口响应信息；根据电磁场分布信息和端口响应信息，将多个腔体电流构造成对应的腔体电流矩阵；通过对构造的腔体电流矩阵进行奇异值分解，得到用于指示腔体电流的空间分布信息的第一分解矩阵，用于指示腔体电流的频域响应分布信息的第二分解矩阵和通过多个奇异值指示腔体电流在电流分布中重要程度的第三分解矩阵；其次，根据第三分解矩阵中大于预设阈值的奇异值的预设提取条件，提取第三分解矩阵中的目标奇异值，以及第一分解矩阵中与目标奇异值对应的目标空间分布信息和第二分解矩阵中与目标奇异值对应的目标频域响应分布信息；然后，根据提取的目标奇异值、目标空间分布信息、目标频域响应分布信息，从多个腔体电流中确定多个主模电流，这样，通过对腔体电流矩阵进行奇异值分解，对信息维度较高的腔体电流矩阵进行降维处理，从而将复杂的电磁场分布简化为少许主模电流，方便后续对频域响应分布信息的拟合。最后，在得到多个主模电流以后，根据预设振荡电路公式，对每个主模电流的频域响应分布信息进行曲线拟合，可以得到与每个主模电流相匹配的拟合曲线和等效电路参数，这样，通过对主模电流进行曲线拟合，将复杂的端口响应信息简化为少许等效电路，从而可以更加容易地实现对滤波器的磁场电路仿真的耦合分析。