文档介绍：复合多层耦合系数精确计算方法
专利名称：复合多层耦合系数精确计算方法
技术领域：
本发明涉及一种耦合系数的计算方法，特别是涉及一种复合多层耦合系数精确计算方法。
背景技术：
小型化表面贴装微波无源电路系列产品主要包括功分器、耦合器，克服耦合器和电桥存在不均匀介质、其耦合度无法精确计算，传统耦合系数计算方法复杂、效率低、准确度低、可靠性差等问题。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的复合多层耦合系数精确计算方法，它包括以下步骤
S1:通过边界条件和FEM方法计算出复合多层耦合器耦合导体之间的储能关系； 52:获得传输线的电容阵；
53:获得有限元网格划分结构；
54:得到耦合度和特性阻抗随耦合线宽度变化的FEM对应关系；
55:得出复合多层耦合器的耦合系数。进一步地，步骤SI中所述的利用FEM方法计算出复合多层耦合器耦合导体之间的储能关系的步骤包括以下子步骤
(O剖分将要分析问题的定义域进行分割，离散成有限个分割单元的集合，分割单元的形状在原则上是任意的，二维问题一般采用三角形单元或矩形单元，三维空间问题一般采用四面体或多面体等，每个单元的顶点成为节点；
(2)单元分析进行分片插值，将分割单元中任意点的未知函数用该分割单元中形状函数及离散网格点上的函数值展开，建立一个线性插值函数；
(3)求解近似变分方程把连续体离散成有限个分割单元，连续体的单元是指定形状的单元体，每个单元的场函数是只包含有限个待定节点参量的简单场函数，根据能量方程或加权残量方程建立有限个待定参量的代数方程组，求解此离散方程组，得到有限元法的数值解。进一步地，指定形状的单元体包括三角形、四边形、四面体、五面体和六面体的单元体。优选地，在解决双变量平面问题时，将连续体划分为三角形单元体。FEM是Finite Element Method的缩写，译为有限单元法，其实际应用中往往被称为有限元分析(FEA)，是一个数值方法解偏微分方程。FEM是一种高效能、常用的计算方法，它将连续体离散化为若干个有限大小的单元体的集合，以求解连续体问题。有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中(这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系)。自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)和最小二乘法等同样获得了有限元方程，有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系。有限单元法的基本思想是由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。 有限单元法最早可上溯到20世纪40年代，Courant第一次应用定义在三角区域上的分片连续函数和最小位能原理来求解St. Venant扭转
问题。现代有限单元法的第一个成功的尝试是在1956年，Turner和Clough等人在分析飞机结构时，将钢架位移法推广应用于弹性力学平面问题，给出了用三角形单元求得平面应力问题的正确答案。1960年,Clough进一步处理了平面弹性问题，并第一次提出了有限单元法，使人们认识到它的功效。我国著名力学家，教育家徐芝纶院士首次将有限元法引入我国，对它的应用起了很大的推动作用。本发明的有益效果是
(1)首次将有限元法应用于复合多层耦合器耦合系数的计算