[发明专利]一种太赫兹无源电路波导的力学及多物理场分析方法

说明书

本发明涉及太赫兹通信技术领域，尤其是涉及一种太赫兹无源电路波导的力学及多物理场分析方法，包括以下步骤：将太赫兹无源电路波导划分为多个子波导单元；在同一尺寸数据维度下，排序、筛选出目标子波导单元，并进行建模，得到目标子波导单元模型；对目标子波导单元模型加载随机振动载荷和冲击载荷进行力学分析。本发明以随机振动载荷和冲击载荷模拟太赫兹无源电路波导在宇航级随机振动和冲击条件下进行应力分析，能够快速分析判断出太赫兹无源电路波导能否适用于极端环境，有助于太赫兹无源电路波导在更广泛的领域进行更深入、恰当的应用，同时本发明方法有效减小建模分析的工作量，提高太赫兹无源电路波导的力学分析效率。

技术领域

本发明涉及太赫兹通信技术领域，尤其是涉及一种太赫兹无源电路波导的力学及多物理场分析方法。

背景技术

太赫兹无源电路技术作为太赫兹技术的核心之一，太赫兹系统的实现，也依赖于如滤波器、耦合器、多工器等太赫兹无源电路性能的突破。太赫兹无源电路的性能取决于太赫兹电路模型的建模精度，与有源电路不同，太赫兹无源电路主要基于波导，当工作频率上升至太赫兹频段，波导不连续性，各结构材料特性变化等因素对电路影响不可忽视，无源电路三维电磁模型的精确建立直接影响着其电路性能。目前，EDA软件性能越来越强大，使得太赫兹无源电路的建模越来越容易，仿真结果与实际性能也越来越接近。但是，随着太赫兹电路应用越来越广泛，对太赫兹电路也提出了更新更高的要求，主要包括质量、可靠性、使用寿命、小型化和低功耗等指标；尤其是在发射、着陆、碰撞等极端环境下，对太赫兹无源电路的可靠性要求更高，因此需要对太赫兹无源电路波导在实际应用前进行性能分析，以满足在极端环境下的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种太赫兹无源电路波导的力学及多物理场分析方法，来解决现有技术中存在的上述技术问题，主要包括以下两个方面：

本申请第一方面提供了一种太赫兹无源电路波导的力学分析方法，包括以下步骤：

步骤S100，对太赫兹无源电路波导进行结构划分，将截面相同且连续的部分作为一个子波导单元，获取子波导单元的尺寸数据；

步骤S200，在同一尺寸数据维度下，分别对子波导单元进行排序，筛选出至少一个排序在前的子波导单元作为目标子波导单元，并对目标子波导单元进行建模，得到目标子波导单元模型；

步骤S300，对目标子波导单元模型加载随机振动载荷和冲击载荷进行力学分析；其中，所述随机振动载荷具体为：

垂直安装面方向:10Hz~200Hz:+6dB/Otc，200Hz~1500Hz:0.25g²/Hz，1500Hz~2000Hz:-12dB/Otc，总均方根加速度为20.3g；

平行安装面方向:10Hz~200Hz:+6dB/Otc，200Hz~1500Hz:0.16g²/Hz，1500Hz~2000Hz:-12dB/Otc，总均方根加速度为16.1g；

冲击载荷具体为，在正交三个方向上，分别加载100Hz~400Hz:+6dB/Otc，400Hz～4000Hz:400g；

所述垂直安装面方向为Z轴方向，所述平行安装面方向为X、Y轴方向。

进一步地，所述尺寸数据包括：子波导单元的长、宽、高、以及至少一种长宽高中至少两项的比值。

进一步地，在步骤S200中，选择截面长宽比值最大的子波导单元作为目标子波导单元，和/或，从所有子波导单元的长、宽、高数值中选择最小值对应的子波导单元作为目标子波导单元。

进一步地，在有多个目标子波导单元时，建模时将多个目标子波导单元建在同一基底金属模型单元上。

进一步地，在建模时，对于一个目标子波导单元，分别建立不同金属材料、结构相同的目标子波导单元模型。