射頻元件精簡模型生成

Abstract

本論文利用高階程式語言Matlab實現一個自動參數粹取解答器，此解答器內部主要的演算法是基於具限制式的非線性梯度最佳化發展而得。為了要加速梯度最佳化演算法的收斂性，在進行最佳化之前我們引入了二種參數縮放技巧，藉以消除不同最佳化參數對目標函數的敏感度的巨幅差異。此二參數縮放技巧分別為阻抗縮放法與頻率縮放法。透過最佳化演算法的疊代過程，此一解答器能夠自動地獲得最佳化精簡模型而毋須手動調整模型內部參數。 我們亦利用下列三個射頻被動元件，以作為此解答器的測試範例：邊緣饋入的矩形微帶天線、槽孔耦合微帶天線、及CMOS螺旋電感。透過這些測試範例，我們發現通常由物理公式或半經驗公式計算而得的初始精簡模型，與實際量測數據或數值電磁模擬結果間的頻率響應，通常相當地不同。然而，在使用了梯度最佳化來修正精簡模型內部參數值之後，模型與量測兩者間的頻率響應的擬合誤差得以顯著地降低。因此，即使一開始我們將一個粗略估計的精簡模型輸入此解答器，此解答器依然可透過梯度最佳化來改善模型以獲得更好的模型特性。