CN104182573B - 一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，包括下述步骤：1)确定数字移相器电路中各器件；2)确定各器件参考温度下的参数；3)提取不同温度下各器件的温度系数；4)在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型；5)计算数字移相器电路的相位特性；6)建立数字移相器电路的热‑电耦合模型。传统方法只能根据输入的变化来预测移相器的幅相特性，无法根据温度变化确定移相器在工作状态的幅相特性。相比传统方法，本方法不仅可以根据不同的温度环境对数字移相器的幅相特性进行预测而且可以将温度环境分量直接引入热‑电耦合模型计算移相器幅相特性，不需要重复地对移相器性能进行快速、有效地预测。

Description

一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法

技术领域

本发明涉及有源天线技术领域，具体是一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法。

背景技术

有源相控阵雷达由于器件高度集中，T/R组件是有源相控阵天线的核心部分，包含了功率放大器、低噪声放大器、衰减器、移相器等发热器件，其性能在很大程度上决定了有源相控阵雷达的性能。移相器(Phase Shifter)性能优劣与可靠性直接决定着有源相控阵雷达T/R组件的性能。有源相控阵天线每个天线单元都配备有一个移相器用以控制其相位，移相器的精度和响应速度决定了雷达波束在空中能否准确定位以及波束主瓣对旁瓣的抑制效果，因此，移相器的性能成为能否设计出性能优良T/R组件的保证。

数字移相器是有源相控阵雷达T/R组件中最为常用的移相器，具有精度高、响应快的特点。但是在实际工作中T/R组件性能易受到温度的影响，导致有源相控阵雷达电性能的恶化。其中温度对T/R组件电流相位的影响则主要表现在温度对数字移相器的影响上，这是导致有源相控阵雷达电性能的恶化的一个主要的原因。且温度对数字移相器的电流幅度影响并不明显，因此在预测移相器的温变性能时，数字移相器电流幅度对其温变性能的影响可以不考虑。目前缺乏一种对于基于温度对数字移相器电性能影响的预测方法来对各种工作环境温度下数字移相器的电性能进行快速、有效地预测，因此有必要研究数字移相器的热-电耦合模型来分析数字移相器温变性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，该方法通过在确定数字移相器电路各个器件的温度-性能曲线数据的基础上，利用数字移相器电路仿真模型，进而实现对各种工作环境温度下数字移相器的温变性能进行预测。

本发明是通过以下述技术方案来实现的：

一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，该方法包括下述步骤：

1)确定数字移相器电路，从而确定数字移相器电路中各个器件；

2)确定数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数；

3)确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线，提取不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数，进而计算不同温度下数字移相器电路中温度系数矩阵；

4)设置在不同温度下数字移相器电路中各个器件的参数，在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型；

5)计算不同温度下的数字移相器电路的幅相特性；

6)根据不同温度下的数字移相器电路的幅相特性，提取数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据，得到数字移相器电路随温度变化的曲线；从而确定不同温度下数字移相器电路的相位特性公式，建立数字移相器的热-电耦合模型。

所述步骤2)确定数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数包括数字移相器电路中各个器件中电阻器的阻值、电容器的电容值、电感的电感值、负载终端的参数以及微带线的参数。

所述步骤3)计算不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数矩阵按照以下方式进行：

3a)确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线，在Origin软件中确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线的采样点；

3b)提取数字移相器电路中各个器件的温度曲线的采样点，并在Matlab中采用3次多项式曲线拟合出数字移相器电路中各个器件的温度曲线函数y；

y＝a₁·T³+a₂·T²+a₃·T+a₄

式中，a₁、a₂、a₃、a₄为数字移相器电路中各个器件的温度曲线函数的系数，T为温度；

3c)利用温度曲线函数，确定不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数，在Matlab中计算不同温度下数字移相器电路中电阻温度系数矩阵α_R、电容温度系数矩阵α_C、电感温度系数矩阵α_L。

所述步骤4)在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型按照如下方式进行：

4a)在ADS软件元器件库中选取数字移相器电路中需要的元器件，然后在ADS软件中将选取的元器件连接成数字移相器电路，并设置在不同温度下的数字移相器电路中电阻参数矩阵R′、电容参数矩阵C′、电感参数矩阵L′，其中R′、C′、L′通过下式进行计算：

式中，R₀为电阻器件在常温下即25℃下的电阻值，α_R为不同温度下电阻温度系数矩阵；C₀为电容器件在常温下即25℃下的电容值，α_C为不同温度下的电容温度系数矩阵；L₀为电感器件在常温下即25℃下的电感值，α_L为不同温度下的电感温度系数矩阵；

4b)分别将得到的R′、C′、L′输入数字移相器电路仿真模型；

4c)将负载终端的参数以及微带线的参数输入数字移相器电路仿真模型。

所述步骤6)建立数字移相器的热-电耦合模型按照以下方式进行：

6a)根据不同温度下的数字移相器电路的幅相特性，在ADS软件中提取数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据；

6b)根据数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据在Matlab中采用3次多项式曲线进行拟合，绘制数字移相器电路相位随温度变化的曲线；

6c)确定不同温度下数字移相器电路的相位特性公式：

式中，b₁、b₂、b₃、b₄为3次多项式曲线的系数，为数字移相器电路的相位，T为温度；

6d)该不同温度下数字移相器电路的相位特性公式即为数字移相器电路的热-电耦合模型。

本发明与现有技术相比，具有以下特点：

1.本发明在确定数字移相器电路各个器件的温度-性能曲线数据的基础上，利用数字移相器电路仿真模型，进而实现对数字移相器的相位特性进行预测。传统方法只能根据电路输入的变化来预测数字移相器的相位特性，无法根据温度变化引起的电路器件相位特性误差来确定数字移相器在工作状态的相位特性。相比传统方法，本方法可以根据不同的温度环境对数字移相器的温变性能进行预测；

2.通过建立数字移相器电路的热-电耦合模型，能够分析不同的温度条件对数字移相器工作性能的影响。该方法相比传统方法过程更为简捷，可以将温度环境分量直接引入热-电耦合模型，从而快速、有效地预测不同温度下的数字移相器的相位特性，不需要重复地对数字移相器电路进行仿真模拟以计算温变性能。

附图说明

图1是本发明器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法流程图。

图2是标准微带线MLIN以及终端短路微带线MLSC结构示意图。

图3是T型结微带线MTEE结构示意图。

图4是折弯微带线MSOBND结构示意图。

图5是3次多项式曲线拟合数字移相器电路电阻的温度曲线图。

图6是3次多项式曲线拟合数字移相器电路电容的温度曲线图。

图7是3次多项式曲线拟合数字移相器电路电感的温度曲线图。

图8是数字移相器电路模型图。

图9是数字移相器电路相位特性随温度变化曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

参照图1所示，本发明一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，步骤如下：

步骤一，确定数字移相器电路中各器件

通过确定数字移相器电路，从而确定数字移相器电路中各个器件；数字移相器电路中各个器件包括电阻、电容、电感、负载终端以及微带线。

步骤二，确定各器件在参考温度下参数

确定数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数；数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数包括数字移相器电路中各个器件中电阻器的阻值、电容器的电容值、电感的电感值、负载终端Term的参数以及微带线的参数；其中数字移相器电路中微带线包括标准微带线MLIN、终端短路微带线MLSC、T型结微带线MTEE以及折弯微带线MSOBND，微带线包括标准微带线MLIN以及终端短路微带线MLSC的参数为微带线宽度W和微带线长度L，T型结微带线MTEE的参数为合路端口微带线宽度W₁，分路1端口微带线宽度W₂，分路2端口微带线宽度W₃，折弯微带线MSOBND的参数为微带线宽度W′；将源端口定义为Gap。

步骤三，提取各个器件的温度系数

确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线，提取不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数，进而计算不同温度下数字移相器电路中温度系数矩阵按照以下方式进行：

3a)确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线，在Origin软件中确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线的采样点，取采样点点数为N，采样点步长为l；由于电阻、电容、电感器件的性能受温度的影响较大，而负载终端以及传输微带线受温度的影响较小，在此主要考虑电阻、电容、电感器件受温度的影响。根据国军标《GB150.1A-2009军用装备环境试验方法》、《GJB150.3A-2009军用装备环境试验方法：高温试验》以及《GJB150.4A-2009军用装备环境试验方法：低温试验》中的一般性实验要求，电子装备的试验温度在-55℃～75℃之间，因此取电阻、电容、电感器件的温度曲线横坐标区间为-55℃～75℃，选取采样点横轴的步长为5℃，共有27个采样点，在Origin软件中分别选取各个采样点，得到各采样点的坐标；

Origin软件为OriginLab公司出品的较流行的专业函数绘图软件，由于其操作简便，功能开放，很快就成为数据分析领域流行的分析软件。Origin软件具有两大主要功能：数据分析和绘图。Origin软件的数据分析主要包括统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。

3b)提取数字移相器电路中各个器件的温度曲线的采样点，并在Matlab中采用3次多项式曲线拟合出数字移相器电路中各个器件的温度曲线函数y；

y＝a₁·T³+a₂·T²+a₃·T+a₄

式中，a₁、a₂、a₃、a₄为数字移相器电路中各个器件的温度曲线函数的系数，T为温度；

将提取的数字移相器电路中各个器件的温度曲线采样点坐标导入Matlab，由于数字移相器电路中电阻、电容、电感器件的温度曲线有两个拐点，因此采用3次多项式曲线进行拟合；

3c)利用温度曲线函数，确定不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数。在Matlab中计算不同温度下数字移相器电路中电阻温度系数矩阵α_R、电容温度系数矩阵α_C、电感温度系数矩阵α_L。

步骤四，在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型

所述步骤4)设置在不同温度下的数字移相器电路中各个器件的参数，在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型按照如下方式进行：

4a)在ADS软件元器件库中选取数字移相器电路中需要的元器件，然后在ADS软件中将选取的元器件连接成数字移相器电路，并设置在不同温度下的数字移相器电路中电阻参数矩阵R′、电容参数矩阵C′、电感参数矩阵L′，其中不同温度下电阻参数矩阵R′、电容参数矩阵C′、电感参数矩阵L′如下式进行计算：

式中，R₀为电阻器件在常温下即25℃下的电阻值，α_R为不同温度下电阻温度系数矩阵，R′是不同温度下电阻矩阵；C₀为电容器件在常温下即25℃下的电容值，α_C为不同温度下的电容温度系数矩阵，C′是不同温度下电容矩阵；L₀为电感器件在常温下即25℃下的电感值，α_L为不同温度下的电感温度系数矩阵，L′是不同温度下的电感矩阵。分别将R′、C′、L′输入数字移相器电路仿真模型；

4b)将负载终端的参数以及微带线的参数输入数字移相器电路仿真模型，负载终端的参数为负载终端的阻抗，微带线的参数包括微带线包括标准微带线MLIN以及终端短路微带线MLSC的微带线宽度W和微带线长度L、T型结微带线MTEE的合路端口微带线宽度W₁、分路1端口微带线宽度W₂、分路2端口微带线宽度W₃、折弯微带线MSOBND的参数为微带线宽度W′以及衬底的参数。设置各器件参数，从而实现数字移相器电路仿真模型的建立。

ADS软件(Advanced Design System)是美国Agilent公司推出的微波电路和通信系统的仿真软件，是当今业界最流行的微波射频电路、通信系统和RFIC设计软件，也是国内高校、科研院所和大型IT公司使用的最多的软件。ADS软件功能强大，仿真范围包括时域与频域、数字与模拟、线性于非线性等多种仿真功能，提高复杂电路设计效率，是优秀的微波射频电路、信号系统链路的设计工具。

步骤五，计算不同温度下电路的幅相特性

在ADS软件中计算不同温度下数字移相器幅相特性。

步骤六，建立数字移相器电路的热-电耦合模型

6a)根据不同温度下的数字移相器电路的幅相特性，在ADS软件中提取数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据；

6b)根据数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据在Matlab中采用3次多项式曲线进行拟合，绘制数字移相器电路相位特性随温度变化的拟合曲线；由于3次多项式曲线能够最好的拟合数字移相器电路幅相特性随温度变化的曲线，因此选择3次多项式曲线进行拟合；

6c)确定不同温度下数字移相器电路的相位特性公式：

式中，b₁、b₂、b₃、b₄为3次多项式曲线的系数，为数字移相器电路的相位，T为温度；

6d)该不同温度下数字移相器电路的相位特性公式即为数字移相器电路的热-电耦合模型。

将3次多项式曲线进行拟合的数字移相器电路随温度变化的曲线用公式表示，离散的移相器电路的幅相特性数据作为数字移相器电路的幅相特性公式的采样点，从而建立数字移相器电路的热-电耦合模型。

本发明可以通过仿真实验进一步说明：

1.仿真数字移相器电路中各器件参数

为验证本发明的正确性，将其应用于某型S波段数字移相器电路。数字移相器电路中在参考温度25℃下各个电阻的阻值、电容的容值、电感的电感值如表1所示。

表1参考温度25℃下的电阻、电容、电感

确定数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数；数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数包括数字移相器电路中各个器件中电阻器的阻值、电容器的电容值、电感的电感值、负载终端Term以及微带线的参数；其中数字移相器电路中微带线包括标准微带线MLIN、终端短路微带线MLSC、T型结微带线MTEE以及折弯微带线MSOBND，微带线包括标准微带线MLIN以及终端短路微带线MLSC的参数为微带线宽度W和微带线长度L，W＝0.7mm，L＝6.0mm，如图2所示，图中A为微带线，B为衬底；T型结微带线MTEE的参数为合路端口微带线宽度W₁，W₁＝0.7mm，分路1端口微带线宽度W₂，W₂＝0.7mm，分路2端口微带线宽度W₃，W₃＝0.5mm，如图3所示，图中C为微带线，D为衬底；折弯微带线MSOBND的参数为微带线宽度W′，W′＝6.0mm，如图4所示，图中F为微带线，E为衬底；衬底的参数包括衬底厚度H，H＝3mm，衬底电导率Cond，Cond＝1.0e+50，微带线基板的相对介电常数Er＝10；负载终端Term为50Ω；将源端口定义为Gap。

2.建立数字移相器电路的热-电耦合模型

建立数字移相器电路的热-电耦合模型可以通过以下四步建立：

1)提取各个器件的温度系数

确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线，提取不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数；提取不同温度下各个器件的温度系数按照以下方式进行：

1a)确定数字移相器电路中电阻、电容、电感的温度曲线，在Origin软件中确定数字移相器电路中电阻、电容、电感的温度曲线的采样点，取电阻、电容、电感器件的温度曲线横坐标区间为-55℃～75℃，选取采样点横轴的步长为5℃，共有27个采样点，在Origin软件中分别选取各个采样点，得到各采样点的坐标；

1b)提取数字移相器电路中各个器件的温度曲线的采样点，并在Matlab中采用多次曲线拟合出数字移相器电路中各个器件的温度曲线函数；将提取的数字移相器电路中各个器件的温度曲线采样点坐标导入Matlab，采用3次多项式曲线进行拟合；

3次多项式曲线拟合数字移相器电路电阻的温度曲线如图5所示，其中温度曲线横轴为温度，单位为摄氏度，温度曲线的纵轴为数值的偏移量，为百分数，由于数字移相器电路中R₁与R₂阻值较小，因此受温度影响较大；R₃与R₄阻值较大，因此受温度影响较小。3次多项式曲线拟合数字移相器电路电容的温度曲线如图6所示。3次多项式曲线拟合数字移相器电路电感的温度曲线如图7所示。3次多项式曲线拟合R₁与R₂电阻温度曲线函数如下式：

α_R12＝-1.82×10^-5T³+4.15×10^-4T²+0.21T-5.64；

3次多项式曲线拟合R3与R4电阻温度曲线函数如下式：

α_R34＝1.02×10^-5T³+4.09×10^-4T²+0.55T-1.25；

3次多项式曲线拟合电容温度曲线函数如下式：

α_C＝-5.28×10^-5T³+3.20×10^-3T²+0.54T-13.42；

3次多项式曲线拟合电感温度曲线函数如下式：

α_L＝4.30×10^-5T³+1.40×10^-3T²+0.20T-5.39；

式中，T为温度；

1c)提取不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数。在Matlab中提取不同温度下数字移相器电路中电阻温度系数矩阵α_R12、α_R34，电容温度系数矩阵α_C，电感温度系数矩阵α_L。将横坐标区间为-55℃～75℃、步长为5℃的27个采样温度点代入3次多项式曲线拟合R₁与R₂电阻温度曲线函数、3次多项式曲线拟合R₃与R₄电阻温度曲线函数、3次多项式曲线拟合电容温度曲线函数、3次多项式曲线拟合电感温度曲线函数，计算得到的α_R12、α_R34、α_C、α_L如下：

α_R12＝[-12.90 -12.82 -12.59 -12.21 -11.70 -11.07 -10.34 -9.53 -8.63 -7.680 -6.67 -5.64 -4.58 -3.52 -2.46 -1.42 -0.42 0.54 1.44 2.26 2.99 3.62 4.144.53 4.76 4.85 4.77]；

α_R34＝[-31.96 -29.006 -26.106 -23.25 -20.44 -17.66 -14.90 -12.17 -9.447 -6.72 -3.99 -1.25 1.51 4.30 7.13 9.99 12.91 15.89 18.94 22.057 25.2628.55 31.93 35.42 39.03 42.75 46.60]；

α_C＝[-24.65 -25.82 -26.43 -26.52 -26.14 -25.31 -24.09 -22.52 -20.62 -18.44 -16.03 -13.42 -10.65 -7.75 -4.78 -1.76 1.26 4.23 7.13 9.92 12.55 14.9817.17 19.09 20.70 21.95 22.81]；

α_L＝[-19.31 -17.26 -15.47 -13.90 -12.52 -11.29 -10.19 -9.17 -8.22 -7.29 -6.36 -5.39 -4.35 -3.21 -1.93 -0.49 1.16 3.03 5.17 7.61 10.36 13.48 16.920.94 25.33 30.22 35.63]。

2)在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型

在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型；首先在ADS软件元器件库中选取数字移相器电路中需要的元器件，然后在ADS软件中将选取的元器件连接成数字移相器电路，并设置在不同温度下，即-55℃～75℃的数字移相器电路中电阻的阻值、电容的容值、电感的电感值，-55℃～75℃下电阻的阻值、电容的容值、电感的电感值采用下式进行计算：

-55℃～75℃下、取温度间隔为5℃的R′₁、R′₂、R′₃、R′₄、C′、L′取值如下：

R′₁＝R′₂＝[1.30 1.31 1.31 1.32 1.32 1.33 1.34 1.36 1.37 1.38 1.40 1.421.43 1.45 1.46 1.48 1.49 1.5 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.58 1.57 1.57 1.57]；

R′₃＝R′₄＝[68.04 71.00 73.90 76.75 79.56 82.34 85.09 87.83 90.56 93.2896.01 98.75 101.51 104.30 107.13 110.00 112.91 115.89 118.94 122.06 125.26128.55 131.93 135.43 139.03 142.75 146.60]；

C′＝[3.54 3.49 3.46 3.45 3.47 3.51 3.57 3.64 3.73 3.83 3.95 4.07 4.204.34 4.48 4.62 4.76 4.90 5.04 5.17 5.29 5.40 5.51 5.60 5.67 5.73 5.77]；

L′＝ [0.48 0.50 0.51 0.52 0.52 0.53 0.54 0.54 0.55 0.56 0.56 0.570.57 0.58 0.59 0.60 0.61 0.62 0.63 0.65 0.66 0.68 0.70 0.73 0.75 0.78 0.81]。

分别将R′₁、R′₂、R′₃、R′₄、C′、L′输入数字移相器电路仿真模型，从而实现数字移相器电路仿真模型的建立，数字移相器电路模型如图8所示，图8中，R₁、R₂、R₃、R₄为电阻，C₁、C₂为电容，L₁、L₂、L₃、L₄为电感，TL1、TL2、TL3、TL4、TL5、TL6、TL7标准微带线MLIN，TL8、TL9、TL10、TL11终端短路微带线MLSC，Tee1、Tee2、Tee3、Tee4、Tee5、Tee6为T型结微带线MTEE，Bend1为折弯微带线MSOBND，Term1、Term2为负载终端Term，Gap1、Gap2为源端口。

3)计算不同温度下电路的幅相特性

在ADS软件中计算不同温度下数字移相器幅相特性。

4)建立数字移相器电路的热-电耦合模型

4a)根据不同温度下的数字移相器电路的幅相特性，在ADS软件中提取数字移相器电路仿真计算幅相特性离散数据；

4b)根据数字移相器电路仿真计算幅相特性离散数据在Matlab中采用多次曲线进行拟合，绘制数字移相器电路幅相特性随温度变化的拟合曲线；数字移相器电路相位特性随温度变化曲线如图9所示；由于3次多项式曲线能够最好的拟合数字移相器电路幅相特性随温度变化的曲线，因此选择3次多项式曲线进行拟合；

4c)确定不同温度下数字移相器电路的幅相特性公式，从而建立数字移相器电路的热-电耦合模型。

数字移相器电路相位特性曲线在-47℃和-15℃处有明显的拐点，因此采用分段函数表示数字移相器电路相位特性函数，-55℃～75℃下数字移相器电路的相位特性公式为：

式中，为-55℃～75℃下数字移相器电路的相位，T为温度；

不同温度下数字移相器电路的相位特性公式即为数字移相器电路的热-电耦合模型。

从数字移相器电路的热-电耦合模型可以看出，温度对移相器电流相位影响曲线在-47℃和-15℃时出现两次较为明显变化。电流相位在-55℃～-47℃中，短短不到10℃的范围内发生了约为360°的巨大的相位突变。电流相位在-47℃～-15℃温度区间的变化约为20°，在-15℃～75℃这个温度区间时，相位变化最为缓和，变化约为15°。数字移相器在温度范围25℃～75℃时电流相位变化量约为5°，符合工程中数字移相器相位变化结果，数字移相器相位变化约为5°～10°。

Claims (4)

1.一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

1)确定数字移相器电路，从而确定数字移相器电路中各个器件；

2)确定数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数；

3)确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线，提取不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数，进而计算不同温度下数字移相器电路中温度系数矩阵；

计算不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数矩阵按照以下方式进行：

3a)确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线，在Origin软件中确定数字移相器电路中各个器件的温度曲线的采样点；

3b)提取数字移相器电路中各个器件的温度曲线的采样点，并在Matlab中采用3次多项式曲线拟合出数字移相器电路中各个器件的温度曲线函数y；

y＝a₁·T³+a₂·T²+a₃·T+a₄

式中，a₁、a₂、a₃、a₄为数字移相器电路中各个器件的温度曲线函数的系数，T为温度；

3c)利用温度曲线函数，确定不同温度下数字移相器电路中各个器件的温度系数，在Matlab中计算不同温度下数字移相器电路中电阻温度系数矩阵α_R、电容温度系数矩阵α_C、电感温度系数矩阵α_L；

4)设置在不同温度下数字移相器电路中各个器件的参数，在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型；

5)计算不同温度下的数字移相器电路的幅相特性；

6)根据不同温度下的数字移相器电路的幅相特性，提取数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据，得到数字移相器电路随温度变化的曲线；从而确定不同温度下数字移相器电路的相位特性公式，建立数字移相器的热-电耦合模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，其特征在于，所述步骤2)确定数字移相器电路中各个器件在参考温度下的参数包括数字移相器电路中各个器件中电阻器的阻值、电容器的电容值、电感的电感值、负载终端的参数以及微带线的参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，其特征在于，所述步骤4)在ADS软件中建立数字移相器电路仿真模型按照如下方式进行：

4a)在ADS软件元器件库中选取数字移相器电路中需要的元器件，然后在ADS软件中将选取的元器件连接成数字移相器电路，并设置在不同温度下的数字移相器电路中电阻参数矩阵R′、电容参数矩阵C′、电感参数矩阵L′，其中R′、C′、L′通过下式进行计算：

$R^{\′}=R_0(1+\frac{{\mathrm{\α}}_R}{100})$

$C^{\′}=C_0(1+\frac{{\mathrm{\α}}_C}{100})$

$L^{\′}=L_0(1+\frac{{\mathrm{\α}}_L}{100})$

式中，R₀为电阻器件在常温下即25℃下的电阻值，α_R为不同温度下电阻温度系数矩阵；C₀为电容器件在常温下即25℃下的电容值，α_C为不同温度下的电容温度系数矩阵；L₀为电感器件在常温下即25℃下的电感值，α_L为不同温度下的电感温度系数矩阵；

4b)分别将得到的R′、C′、L′输入数字移相器电路仿真模型；

4c)将负载终端的参数以及微带线的参数输入数字移相器电路仿真模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于器件温度系数的数字移相器温变性能预测方法，其特征在于，所述步骤6)建立数字移相器的热-电耦合模型按照以下方式进行：

6a)根据不同温度下的数字移相器电路的幅相特性，在ADS软件中提取数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据；

6b)根据数字移相器电路仿真计算相位特性离散数据，在Matlab中采用3次多项式曲线进行拟合，绘制数字移相器电路相位随温度变化的曲线；

6c)确定不同温度下数字移相器电路的相位特性公式：

式中，b₁、b₂、b₃、b₄为3次多项式曲线的系数，为数字移相器电路的相位，T为温度；

6d)该不同温度下数字移相器电路的相位特性公式即为数字移相器电路的热-电耦合模型。