本發(fā)明專利技術(shù)適用于聲表面波濾波器仿真技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種濾波器模組的熱仿真方法、系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，所述方法包括：構(gòu)建包含諧振器與雙模聲表面波濾波器的濾波器模組的等效電路；構(gòu)建濾波器模組的電學(xué)版圖；根據(jù)等效電路、以及輸入濾波器模組的輸入信號的頻率與功率，計算濾波器模組中每一諧振器、雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率；構(gòu)建雙模聲表面波濾波器的二維模型；根據(jù)二維模型進(jìn)行仿真計算，得到雙模聲表面波濾波器的溫度分布數(shù)據(jù)；建立濾波器模組的熱仿真模型；根據(jù)發(fā)熱功率設(shè)置濾波器模組熱仿真的邊界條件；根據(jù)熱仿真模型和邊界條件進(jìn)行傳熱仿真，得到濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)。本發(fā)明專利技術(shù)提高了濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。發(fā)明專利技術(shù)提高了濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。發(fā)明專利技術(shù)提高了濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
濾波器模組的熱仿真方法、系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備
[0001]本專利技術(shù)適用于聲表面波濾波器仿真
，尤其涉及一種濾波器模組的熱仿真方法、系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。
技術(shù)介紹
[0002]聲表面波濾波器具有工作頻率高、體積小、適宜于大規(guī)模生產(chǎn)等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，聲表面波濾波器不斷向著高頻化、低損耗、高功率承受力等方向發(fā)展。由于聲表面波諧振器的工作頻率與叉指換能器的指條線寬呈反比，濾波器工作頻率越高，叉指換能器指條線寬越細(xì)，這使得聲表面波濾波器在高頻工作時功率承受能力降低，極有可能在應(yīng)用過程中發(fā)生損壞。
[0003]聲表面波濾波器工作中的損耗功率幾乎都在以熱量的形式耗散，也就是說，損耗功率近似于發(fā)熱功率，基于這一規(guī)則，建立接近真實(shí)器件的熱分析模型來預(yù)測聲表面波濾波器的熱學(xué)特性，是優(yōu)化聲表面波濾波器功率耐受性設(shè)計的重要手段。濾波器的功率耐受性仿真實(shí)際就是獲取其在工作時損耗掉的電學(xué)能量轉(zhuǎn)化為熱能后在濾波器上的溫度分布，通過設(shè)計優(yōu)化其在規(guī)定輸入功率下最高溫度不達(dá)到電極損毀的閾值。
[0004]由于聲表面波濾波器的設(shè)計涉及到電場與固體力學(xué)的耦合，其結(jié)構(gòu)以及物理求解模型的復(fù)雜程度不利于直接進(jìn)行數(shù)值分析，因此行業(yè)中常用二維模型、等效電路模型或者其他唯象模型等進(jìn)行設(shè)計。一般地，當(dāng)濾波器不包含DMS（雙模聲表面波濾波器）時，可以通過等效電路的電流電壓獲得諧振器的發(fā)熱功率。然而，當(dāng)濾波器包含DMS時，由于DMS沒有普適的等效電路，其發(fā)熱功率需要通過其他方式獲取，因此很少有能進(jìn)行含DMS結(jié)構(gòu)濾波器的等效電路級的溫度仿真；另外，一般的諧振器的溫度分布是可以預(yù)測的，但是DMS不同，其工作時發(fā)熱功率會集中在某些區(qū)域，因此必須優(yōu)先預(yù)測其工作時的溫度分布，否則會出現(xiàn)溫度仿真不準(zhǔn)確的可能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種濾波器模組的熱仿真方法、系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)因?yàn)槿鄙貲MS溫度分布數(shù)據(jù)而導(dǎo)致濾波器模組的溫度仿真不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。
[0006]第一方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種濾波器模組的熱仿真方法，所述熱仿真方法包括以下步驟：構(gòu)建包含諧振器與雙模聲表面波濾波器的濾波器模組的等效電路；根據(jù)所述等效電路繪制所述濾波器模組的電學(xué)版圖；根據(jù)所述等效電路、以及輸入所述濾波器模組的預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率，獲取所述濾波器模組中每一所述諧振器及每一個所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率；建立所述濾波器模組中的所述雙模聲表面波濾波器的二維模型；根據(jù)所述二維模型進(jìn)行仿真計算，得到所述雙模聲表面波濾波器在預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率下的溫度分布數(shù)據(jù)；
根據(jù)所述電學(xué)版圖、所述發(fā)熱功率和所述溫度分布數(shù)據(jù)建立所述濾波器模組的三維的熱仿真模型；根據(jù)所述發(fā)熱功率設(shè)置所述濾波器模組進(jìn)行熱仿真的邊界條件；根據(jù)所述熱仿真模型和所述邊界條件進(jìn)行傳熱仿真，得到所述濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)。
[0007]更進(jìn)一步地，根據(jù)所述等效電路、以及輸入所述濾波器模組的預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率，獲取所述濾波器模組中每一所述諧振器及每一個所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率的步驟中，所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率獲取方式具體為：定義所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率為P_diss，所述發(fā)熱功率P_diss利用損耗功率計算公式計算獲取，其滿足以下關(guān)系式：P_diss=P_in(1
?
|S21|^2
?
|S11|^2)；其中，P_in為所述雙模聲表面波濾波器在去路中分配到的輸入功率，S21、S11為所述雙模聲表面波濾波器在與所述輸入信號相同的頻率下的S參數(shù)。
[0008]更進(jìn)一步地，所述二維模型為壓電
?
熱耦合仿真模型。
[0009]更進(jìn)一步地，根據(jù)所述二維模型進(jìn)行仿真計算，得到所述雙模聲表面波濾波器在預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率下的溫度分布數(shù)據(jù)的步驟中：根據(jù)所述預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率，利用有限元壓電仿真方法對所述二維模型進(jìn)行仿真計算，得到所述溫度分布數(shù)據(jù)。
[0010]更進(jìn)一步地，對所述二維模型進(jìn)行仿真計算后，將所述雙模聲表面波濾波器的溫度高于預(yù)設(shè)值的局部區(qū)域定義為發(fā)熱源區(qū)域，多個所述發(fā)熱源區(qū)域構(gòu)成所述溫度分布數(shù)據(jù)。
[0011]更進(jìn)一步地，根據(jù)所述發(fā)熱功率設(shè)置所述濾波器模組進(jìn)行熱仿真的邊界條件的步驟中，具體為：將所述發(fā)熱功率以熱源的形式添加至所述熱仿真模塊的所述邊界條件中，并使得所述熱源與所述溫度分布數(shù)據(jù)中的發(fā)熱源區(qū)域一一對應(yīng)。
[0012]第二方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種濾波器模組的熱仿真系統(tǒng)，所述熱仿真系統(tǒng)包括：電路繪制模塊，用于構(gòu)建包含諧振器與雙模聲表面波濾波器的濾波器模組的等效電路；版圖繪制模塊，用于根據(jù)所述等效電路繪制所述濾波器模組的電學(xué)版圖；發(fā)熱功率計算模塊，用于根據(jù)所述等效電路、以及輸入所述濾波器模組的輸入信號的頻率與功率，獲取所述濾波器模組中每一所述諧振器及每一個所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率；二維建模模塊，用于建立所述濾波器模組中的所述雙模聲表面波濾波器的二維模型；溫度分布仿真模塊，用于根據(jù)所述二維模型進(jìn)行仿真計算，得到所述雙模聲表面波濾波器在預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率下的溫度分布數(shù)據(jù)；三維建模模塊，用于根據(jù)所述電學(xué)版圖、所述發(fā)熱功率和所述溫度分布數(shù)據(jù)建立所述濾波器模組的三維的熱仿真模型；
參數(shù)設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述發(fā)熱功率設(shè)置所述濾波器模組進(jìn)行熱仿真的邊界條件；熱仿真模塊，用于根據(jù)所述熱仿真模型和所述邊界條件進(jìn)行傳熱仿真，得到所述濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)。
[0013]第三方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種計算機(jī)設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中任意一項(xiàng)所述的濾波器模組的熱仿真方法中的步驟。
[0014]第四方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中任意一項(xiàng)所述的濾波器模組的熱仿真方法中的步驟。
[0015]本專利技術(shù)所達(dá)到的有益效果，在于提出了一種能夠在濾波器模組的熱仿真過程中加入雙模聲表面波濾波器的溫度分布數(shù)據(jù)的仿真方法，從而通過壓電、電、熱耦合的仿真過程提高濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，相比于不考慮雙模聲表面波濾波器上溫度分布情況時的現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的仿真方法使得濾波器模組上的溫度分布更符合實(shí)際情況，為濾波器模組的設(shè)計和驗(yàn)證提供了有效的支持。
附圖說明
[0016]圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的濾波器模組的熱仿真方法的步驟流程框圖；圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例構(gòu)建的包含諧振器與DMS的濾波器模組的等效電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例繪制的電學(xué)版圖示意圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例繪制的電學(xué)版圖中DSM1的局部放大示意圖；圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的DSM1的溫度分布數(shù)據(jù)示意圖；圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的DSM1的發(fā)熱源分布位置示意圖；圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的濾波器模組的三維模型的發(fā)熱區(qū)域示意圖；圖8是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的濾波器模組的傳熱仿本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種濾波器模組的熱仿真方法，其特征在于，所述熱仿真方法包括以下步驟：構(gòu)建包含諧振器與雙模聲表面波濾波器的濾波器模組的等效電路；根據(jù)所述等效電路繪制所述濾波器模組的電學(xué)版圖；根據(jù)所述等效電路、以及輸入所述濾波器模組的預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率，獲取所述濾波器模組中每一所述諧振器及每一個所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率；建立所述濾波器模組中的所述雙模聲表面波濾波器的二維模型；根據(jù)所述二維模型進(jìn)行仿真計算，得到所述雙模聲表面波濾波器在預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率下的溫度分布數(shù)據(jù)；根據(jù)所述電學(xué)版圖、所述發(fā)熱功率和所述溫度分布數(shù)據(jù)建立所述濾波器模組的三維的熱仿真模型；根據(jù)所述發(fā)熱功率設(shè)置所述濾波器模組進(jìn)行熱仿真的邊界條件；根據(jù)所述熱仿真模型和所述邊界條件進(jìn)行傳熱仿真，得到所述濾波器模組的熱仿真數(shù)據(jù)。2.如權(quán)利要求1所述的濾波器模組的熱仿真方法，其特征在于，根據(jù)所述等效電路、以及輸入所述濾波器模組的預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率，獲取所述濾波器模組中每一所述諧振器及每一個所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率的步驟中，所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率獲取方式具體為：定義所述雙模聲表面波濾波器的發(fā)熱功率為P_diss，所述發(fā)熱功率P_diss利用損耗功率計算公式計算獲取，其滿足以下關(guān)系式：P_diss=P_in(1
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|S21|^2
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|S11|^2)；其中，P_in為所述雙模聲表面波濾波器在去路中分配到的輸入功率，S21、S11為所述雙模聲表面波濾波器在與所述輸入信號相同的頻率下的S參數(shù)。3.如權(quán)利要求1所述的濾波器模組的熱仿真方法，其特征在于，所述二維模型為壓電
?
熱耦合仿真模型。4.如權(quán)利要求3所述的濾波器模組的熱仿真方法，其特征在于，根據(jù)所述二維模型進(jìn)行仿真計算，得到所述雙模聲表面波濾波器在預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率下的溫度分布數(shù)據(jù)的步驟中：根據(jù)所述預(yù)設(shè)輸入信號的頻率與功率，利用有限元壓電仿真方法對所述二維模型進(jìn)行仿真計算，得到所述溫度分布數(shù)據(jù)。5.如權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周溫涵，李帥，張磊，陸杰，郭嘉帥，
申請(專利權(quán))人：深圳飛驤科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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