提高耦合器的方向性的方法、系统及相关设备与流程

本发明适用于芯片设计领域，尤其涉及一种提高耦合器的方向性的方法、系统及相关设备。

背景技术：

1、耦合器是一种常见的耦合器结构射频器件，其中，定向耦合器通过有效控制两个传输线之间的电磁耦合实现信号的最优传递，通常被用于进行功率分配和功率合成。

2、在射频前端芯片中，耦合器可以对天线输出功率进行分配及检测，以便实现最优传输。其中，方向性是耦合器最重要的指标，方向性越高说明耦合器的信号分离能力越强，当输入信号只对目标端口进行传输且其他端口均没有信号传输时，方向性为无穷大。随着现代通信系统的发展，耦合器对方向性的要求越来越高，而方向性是耦合系数和隔离系数共同作用的结果，其中系统中的隔离系数较难把控。

3、目前，在射频前端芯片die内设计的耦合器是通过主信号通路传输线与副信号通路传输线产生物理电磁耦合来实现，一般在确定好布局（layout）面积、绕线方式及金属材质后，耦合系数及隔离系数比较稳定，此时能实现的方向性能比较有限。

技术实现思路

1、本发明提供一种提高耦合器的方向性的方法、系统及相关设备，旨在解决现有耦合器在设计完成后难以对方向性进行提高的技术问题。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种提高耦合器的方向性的方法，该方法包括以下步骤：

3、s101、确定待优化的耦合器的电路结构，并建立对应电路结构的耦合器模型，所述待优化的耦合器具有信号输入端、直通输出端、耦合输出端、隔离输出端；

4、s102、基于所述耦合器模型，使用预设模拟方法进行优化，获取使对应所述耦合器模型的电路结构的方向性性能得到提高的优化谐振参数；

5、s103、基于所述优化谐振参数，对所述耦合器模型进行修改、并通过即时仿真获取修改后的耦合器模型的谐振参数，得到优化耦合器模型，其中，使所述耦合器模型对应的所述谐振参数与所述优化谐振参数相同；

6、s104、基于所述优化耦合器模型，对所述待优化的耦合器进行实物调整，以提高其方向性，得到优化后耦合器。

7、更进一步地，所述预设模拟方法为等效电路法，步骤s102具体为：

8、基于等效电路法，在所述耦合器模型的隔离输出端加载一个lc谐振电路，所述lc谐振电路使所述耦合器模型对应电路结构的方向性性能得到提高，获取增加了所述lc谐振电路后的所述耦合器模型的电路结构的谐振参数作为所述优化谐振参数。

9、更进一步地，所述lc谐振电路使得所述耦合器模型的电路结构的谐振参数曲线在低频区间产生谐振点。

10、更进一步地，所述lc谐振电路包括第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2，所述第一电感l1的第一端连接所述耦合器模型的隔离输出端，所述第一电感l1的第二端作为所述lc谐振电路的输出端，所述第一电容的第一端连接所述第一电感l1的第一端，所述第一电容的第二端连接所述第二电容c2的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第一电感l1的第二端，所述第二电感的第一端连接所述第一电容的第二端，所述第二电感的第二端接地。

11、更进一步地，步骤s103中对所述耦合器模型进行修改的方式具体为：

12、在所述耦合器模型的耦合输出端和/或隔离输出端增加一段延长线；或，

13、将所述耦合器模型的耦合输出端和/或隔离输出端的位置移动到原本走线位置的后部，使移动的走线形成延长线。

14、第二方面，本发明还提供一种提高耦合器的方向性的系统，包括：

15、电路建模模块，用于确定待优化的耦合器的电路结构，并建立对应电路结构的耦合器模型，所述待优化的耦合器具有信号输入端、直通输出端、耦合输出端、隔离输出端；

16、等效电路模块，用于基于所述耦合器模型，使用预设模拟方法进行优化，获取使对应信号输入端、直通输出端、耦合输出端、隔离输出端电路结构的方向性性能得到提高的优化谐振参数；

17、即时仿真模块，用于基于所述优化谐振参数，对所述耦合器模型进行修改、并通过即时仿真获取修改后的耦合器模型的谐振参数，得到优化耦合器模型，其中，使所述耦合器模型对应的所述谐振参数与所述优化谐振参数相同；

18、调整模块，用于基于所述优化耦合器模型，对所述待优化的耦合器进行实物调整，以提高其方向性，得到优化后耦合器。

19、更进一步地，所述预设模拟方法为等效电路法，所述等效电路模块具体用于：

20、基于等效电路法，在所述耦合器模型的隔离输出端加载一个lc谐振电路，所述lc谐振电路使所述耦合器模型对应电路结构的方向性性能得到提高，获取增加了所述lc谐振电路后的所述耦合器模型的电路结构的谐振参数作为所述优化谐振参数。

21、更进一步地，所述即时仿真模块对所述耦合器模型进行修改的方式具体为：

22、在所述耦合器模型的耦合输出端和/或隔离输出端增加一段延长线；或，

23、将所述耦合器模型的耦合输出端和/或隔离输出端的位置移动到原本走线位置的后部，使移动的走线形成延长线。

24、第三方面，本发明还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的提高耦合器的方向性的程序，所述处理器执行所述提高耦合器的方向性的程序时实现如上述实施例中任意一项所述的提高耦合器的方向性的方法中的步骤。

25、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有提高耦合器的方向性的程序，所述提高耦合器的方向性的程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项所述的提高耦合器的方向性的方法中的步骤。

26、本发明所达到的有益效果，在于提出了一种旨在对现有耦合器电路结构进行优化的提高耦合器的方向性的方法，该方法用等效电路法分析并改善现有耦合器结构，通过设计输出端口延长线的方式来模拟电路变化并还原到原本的耦合器结构上以进行调整，最终控制不同输出端口的信号隔离程度，使其达到模拟的方向性性能，本发明能够在相同的芯片die面积内实现耦合器的方向性改善。

技术特征：

1.一种提高耦合器的方向性的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的提高耦合器的方向性的方法，其特征在于，所述预设模拟方法为等效电路法，步骤s102具体为：

3.如权利要求2所述的提高耦合器的方向性的方法，其特征在于，所述lc谐振电路使得所述耦合器模型的电路结构的谐振参数曲线在低频区间产生谐振点。

4.如权利要求2所述的提高耦合器的方向性的方法，其特征在于，所述lc谐振电路包括第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2，所述第一电感l1的第一端连接所述耦合器模型的隔离输出端，所述第一电感l1的第二端作为所述lc谐振电路的输出端，所述第一电容的第一端连接所述第一电感l1的第一端，所述第一电容的第二端连接所述第二电容c2的第一端，所述第二电容的第二端连接所述第一电感l1的第二端，所述第二电感的第一端连接所述第一电容的第二端，所述第二电感的第二端接地。

5.如权利要求2所述的提高耦合器的方向性的方法，其特征在于，步骤s103中对所述耦合器模型进行修改的方式具体为：

6.一种提高耦合器的方向性的系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的提高耦合器的方向性的系统，其特征在于，所述预设模拟方法为等效电路法，所述等效电路模块具体用于：

8.如权利要求6所述的提高耦合器的方向性的系统，其特征在于，所述即时仿真模块对所述耦合器模型进行修改的方式具体为：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的提高耦合器的方向性的程序，所述处理器执行所述提高耦合器的方向性的程序时实现如权利要求1-5中任意一项所述的提高耦合器的方向性的方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有提高耦合器的方向性的程序，所述提高耦合器的方向性的程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任意一项所述的提高耦合器的方向性的方法中的步骤。

技术总结本发明适用于芯片设计领域，尤其涉及一种提高耦合器的方向性的方法、系统及相关设备，所述方法包括：确定待优化的耦合器的电路结构，并建立对应电路结构的耦合器模型；基于所述耦合器模型，使用预设模拟方法进行优化，获取使对应耦合器模型电路结构的方向性性能得到提高的优化谐振参数；基于所述优化谐振参数，对所述耦合器模型进行修改、并通过即时仿真获取修改后的耦合器模型的谐振参数，得到优化耦合器模型，其中，使所述耦合器模型对应的所述谐振参数与所述优化谐振参数相同；基于所述优化耦合器模型，对所述待优化的耦合器进行实物调整。本发明能够在相同的芯片DIE面积内实现耦合器的方向性的改善。技术研发人员：刘博,郭嘉帅受保护的技术使用者：深圳飞骧科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29