本发明属于微波电路领域，尤其涉及一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法。
背景技术：
1、在限幅器的电路模型中，主要有基于半导体pin二极管器件的等效集总r、l、c仿真电路模型和基于半导体器件的场路协同仿真模型。使用基于半导体器件的等效集总电路模型，仿真求解只能得到脉冲作用过程中，限幅器的电学响应特性，不能实时得到脉冲作用过程中的多物理场分布，并且求解结果不准确，不能反应脉冲作用时限幅器的真实响应情况。当前基于半导体pin二极管器件的限幅器场路仿真模型，忽略了传输线在限幅器中的作用，不能真实反应信号作用下器件内部电场的分布。并且开展高温下限幅器的失效机理研究与分析时，当前的限幅器模型没有考虑热参数的温度依赖性，由于热导率与器件内部的热量扩散过程息息相关，导致温度方程求解结果不准确。
2、总而言之，使用当前的限幅器仿真电路模型不能准确求解得到脉冲信号作用过程中限幅器内部的真实响应过程，即电场、温度场的真实分布情况，不能有效开展限幅器的热损伤、失效特性研究。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，能够实现限幅器的脉冲作用过程中限幅器的热失效损伤机理研究。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，包括：
3、将级联pin限幅器中的传输线转化为等效集总电路元件，基于所述集总电路元件，建立限幅器的场路协同仿真模型；
4、分别获取硅的比热容温度依赖性方和硅的热导率的温度依赖性方程，基于所述比热容温度依赖性方和热导率的温度依赖性方程修正限幅器电路的热导率和比热容的物理模型；
5、基于所述场路协同仿真模型和物理模型，结合高功率微波脉冲作用下限幅器的热损伤判据，获取限幅器内部的温度场和电场分布；
6、基于所述温度场和电场分布，获取限幅器内部热击穿损伤位置。
7、可选的，将级联pin限幅器中的四分之一波长传输线转化为等效集总电路元件包括：
8、将第一波长传输线分为两段等长的第二波长传输线，所述第一波长传输线的波长是第二波长传输线的波长的2倍；
9、将两段所述等长的第二波长传输线的两端口微波网络转化为相应的电路元件。
10、可选的，将两段所述等长的八分之一波长传输线的两端口微波网络转化为相应的电路元件的方法为：
11、v1＝i1z11-i2z12
12、v2＝i1z21-i2z22
13、其中，v1和i1分别是输入端口位置处的电压和电流；v2和i2分别是输出端口位置处的电压和电流，负号表示端口2处的电流指向外部；z11和z22分别是电压和电流转移系数；z12是转移阻抗，z21是转移导纳。
14、可选的，所述限幅器的场路协同仿真模型包括：第一级二极管、两段第二波长传输线、射频扼流电感和第二级二极管；
15、其中，所述第一级二极管、第二波长传输线、射频扼流电感、第二波长传输线和第二级二极管依次连接。
16、可选的，获取所述比热容温度依赖性方程的方法为：
17、χ＝-3.22×10-7×t2+0.004257×t-0.5020
18、其中，χ是热阻率系数，t是温度。
19、可选的，获取所述热导率温度依赖性方程的方法为：
20、cl＝1.063+0.002513×t-1.339×10-6×t2+3.124×10-10×t3
21、其中，cl是热容系数，t是器件温度。
22、可选的，所述高功率微波脉冲作用下限幅器的热损伤判据为：
23、将高功率微波脉冲信号作用下限幅器内部器件最大值温度到达材料熔点作为限幅器热损伤的失效判据。
24、可选的，获取所述限幅器内部热击穿损伤位置包括：
25、基于所述温度场，确定限幅器内部最大温度区域；
26、当所述最大温度区域的最大温度达到熔点时，发生热击穿，获取所述热击穿损伤位置。
27、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
28、本发明中的级联pin限幅器电路考虑了四分之一波长传输线的阻抗变换功能，电路模型能更准确外加信号作用下限幅器输入和输出端口位置处的电压幅值分布；
29、本发明中的限幅器电路模型修正了pin二极管中硅的热导率和比热容温度模型，在进行限幅器的热失效研究时，考虑了器件不同位置处温度场分布对热参数的影响作用，特别是在器件的高温区域。
30、本发明对限幅器进行高功率脉冲作用下的热损伤研究时，可准确求解得到内部不同位置处的温度响应情况，确定限幅器的热失效区域。
31、本发明利用此模型进行器件-电路的混合模仿真，准确得到限幅器的限幅特性曲线；
32、本发明利用此模型开展高功率微波脉冲作用下限幅器的热失效损伤研究，确定限幅器的损伤失效位置。
1.一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，将级联pin限幅器中的传输线转化为等效集总电路元件包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，将两段所述等长的八分之一波长传输线的两端口微波网络转化为相应的电路元件的方法为：
4.根据权利要求2所述的一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，所述限幅器的场路协同仿真模型包括：第一级二极管、两段第二波长传输线、射频扼流电感和第二级二极管；
5.根据权利要求1所述的一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，获取所述比热容温度依赖性方程的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，获取所述热导率的温度依赖性方程的方法为：
7.根据权利要求1所述的一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，所述高功率微波脉冲作用下限幅器的热损伤判据为：
8.根据权利要求1所述的一种基于场路协同的级联pin二极管限幅器电热失效仿真方法，其特征在于，获取所述限幅器内部热击穿损伤位置包括：
