一种能实现多层电路板微波性能自校准方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及路板的微波性能测试领域，针对现有技术存在的问题，提供一种能实现多层电路板微波性能自校准的设计方法及装置。本方法及装置能消除外部测试夹具带来的接头损耗、装配影响及电路失配影响，得到更为准确的电路板测试数据，为修正仿真参数，提高仿真精度。本发明专利技术以通道A1为基础，设计A2~An的n‑1个方程，使通道Ai（i=2~n）得到总插入损耗Ki（i=2~n）时，四个参数（B，T，R，D）的系数至少有一个比通道A1的总插入损耗K1中对应的四个参数的系数有变化；同时满足A2到An中，四个参数（B，T，R，D）的系数对应A1时的系数有过至少1次的变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及路板的微波性能测试领域，尤其是一种能实现多层电路板微波性能自校准的设计方法及装置。
技术介绍
电路板基板材料特性是设计微波电路需要的参考因素，根据基板材料的介电常数和耗散因子，微波工程师可以通过专业的仿真软件计算出所需电路的线宽和设计图案的电特性参数(参考一下两本书：1)《HFSS电磁仿真设计应用详解》李明洋著.人民邮电出版社,2011.pp.173-194；2)《ADS2008射频电路设计与仿真实例》：徐兴福主编.电子工业出版社,2009.pp.95-97)。但是测量基板材料的介电常数和耗散因子不是一件容易的事，需要专业的设备和方法(参考以下两个国标：1)GB/T12636-90,微波介质基片复介电常数带状线测试方法[S].1998；2)GB/T7265.1-1987,固体电介质微波复介电常数的测试方法_微扰法[S].1987)，材料供应商会提供该基板材料在某一参考频点下的介电常数和耗散功率(参考：高频印刷线路板材料产品选购指南,ROGERS公司，www.rogerscorp.com/techhub)。对于微波电路而言，电路是具备一定工作带宽的，并且工作频率往往不同于厂商提供的参考频点，因此基于参考频点仿真的数字模型与实物测试是具有一定差异的。特别是对于更为复杂的多层电路而言，涉及的材料种类变多，叠层更为复杂。不幸的是大多数微波设计师没有这种条件去自己提取介质材料的特性参数，仅仅依靠厂商提供参考值在进行设计。为了使仿真更加接近真实的使用情况，我们在实际使用的工作频率范围内，参考厂商提供的介电常数和耗散因子的基础上，进行的细微调整，使得仿真数据和实测数据能够较好的吻合。调整的方法是将实际电路测试后的数据与修正介电常数和损耗因子后的仿真模型对比，使得能够得到大量的数据吻合，此时所对应的参数数值就是最终的修正值。实际电路进行测试时，需要有接头才能与测试仪器连接在一起，对于接头损耗的校准是上述微调方法的关键问题，不能把接头的损耗带入到电路材料的修正中去。以前的方式是用矢量网络分析仪单独测试接头损耗，然后将夹具测试数据减去测得的接头损耗，就认为剩下的损耗就是电路板的特性。这种方法存在如下弊端：1.接头装配上电路板和没装配电路板是两种不同的状态，也就是接头的装配损耗并不包含在这种校准方式内；2.电路与接头的阻抗匹配程度也会带来损耗的变化，这个信息也没有算在校准内。因此我们的专利技术的方式是设计一种电路板，使得电路板上每条信号通路存在一定的数学关联性，利用板子上建立起的数学逻辑关系，来消除接头自身损耗，电路与接头匹配程度以及装配带来的损耗变化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种能实现多层电路板微波性能自校准的设计方法及装置。本方法及装置能消除外部测试夹具带来的接头损耗、装配影响及电路失配影响，得到更为准确的电路板测试数据，为修正仿真参数，提高仿真精度服务。本专利技术采用的技术方案如下：一种能实现多层电路板微波性能自校准方法包括：步骤1：电路板上一共设计n组信号通道，分别命名为A1至An；记通道Ai上的传输线水平过渡个数为Ni，水平过渡衰减为B，垂直过渡个数为Mi，垂直过渡衰减为T，拐角过渡个数Pi，拐角损耗为R，通道的传输线长度为Li，单位传输线损耗为D，由测试夹具引入的损耗为E，各通道的总的插入损耗为Ki；i大于等于5；所述通道Ai的总插入损耗Ki可以表示为：Ki＝Ni×B+Mi×T+Pi×R+Li×D+E(1)所述通道的总插入损耗Ki可以通过矢量网络分析仪测试该通道的“插入损耗得到，所述水平过渡个数Ni、垂直过渡个数Mi、拐角过渡个数Pi以及传输线长度Li是设计时的已知参数；步骤2：设计参考信号通道A1，该通道的水平过渡个数为N1，垂直过渡个数为M1，拐角过渡个数P1，通道的传输线长度为L1，通道1的插入损耗为K1，则得到第一个方程为：K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E(2)步骤3：根据公式(1)设计n-1信号通道A2到An对应求解总插入损耗的n-1个方程，以通道A1为基础，设计A2～An的n-1个方程，使通道Ai得到总插入损耗Ki时，四个参数的系数至少有一个比通道A1的总插入损耗K1中对应的四个参数的系数有变化；同时满足A2到An中，四个参数的系数对应A1时的系数有过至少1次的变化；四个参数指的是B、T、R、D；i＝2～n；步骤4：利用所述方程(1)至方程(n)，计算可得到得到B，T，R，D值。进一步的，所述步骤3中当n＝5时，设计信号通道A2，使通道A2比通道A1多两个水平过渡结构，其余参数与通道A1保持一致，则得到第二个方程：K2＝(N1+2)×B+M1×T+P1×R+L1×D+E(3)第三步，设计信号通道A3，使通道A3比通道A1多两个垂直过渡结构，则得到第三个方程：K3＝N1×B+(M1+2)×T+P1×R+L1×D+E(4)第四步，设计信号通道A4，使通道A4比通道A1多四个拐角过渡结构，传输线长度多出ΔL1，则得到第四个方程：K4＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL1)×D+E(5)第五步，设计信号通道A5，使通道A5比通道A1多四个拐角过渡结构，传输线长度多出ΔL2，则得到第五个方程：K5＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL2)×D+E(6)利用所述方程(2)至方程(5)，计算可得到：传输线水平过渡衰减为B为：B＝(K2-K1)/2(7)传输线垂直过渡衰减为T为：T＝(K3-K1)/2(8)传输线拐角损耗为R为：R＝＝(K4-K1-ΔL1×D)/4(9)传输线单位传输线损耗为D为：D＝(K5-K1)/(ΔL2-ΔL1)(10)。一种能实现多层电路板微波性能自校准装置包括：总插入损耗计算模块，用于通过电路板上一共设计n组信号通道，分别命名为A1至An；记通道Ai上的传输线水平过渡个数为Ni，水平过渡衰减为B，垂直过渡个数为Mi，垂直过渡衰减为T，拐角过渡个数Pi，拐角损耗为R，通道的传输线长度为Li，单位传输线损耗为D，由测试夹具引入的损耗为E，各通道的总的插入损耗为Ki；i大于等于5；所述通道Ai的总插入损耗Ki可以表示为：Ki＝Ni×B+Mi×T+Pi×R+Li×D+E(1)所述通道的总插入损耗Ki可以通过矢量网络分析仪测试该通道的S21得到，所述水平过渡个数Ni、垂直过渡个数Mi、拐角过渡个数Pi以及传输线长度Li是设计时的已知参数；参考信号通道模块，用于设计参考信号通道A1，该通道的水平过渡个数为N1，垂直过渡个数为M1，拐角过渡个数P1，通道的传输线长度为L1，通道1的插入损耗为K1，则得到第一个方程为：K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E(2)参数计算模块，用于根据公式(1)设计n-1信号通道A2到An对应求解总插入损耗的n-1个方程，以通道A1为基础，设计A2～An的n-1个方程，使通道Ai得到总插入损耗Ki时，四个参数的系数至少有一个比通道A1的总插入损耗K1中对应的四个参数的系数有变化；同时满足A2到An中，四个参数的系数对应A1时的系数有过至少1次的变化；四个参数指的是B、T、R、D；利用所述方程(1)至方程(n)，计算可得到得到B，T，R，D值；i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能实现多层电路板微波性能自校准方法,其特征在于包括：步骤1：电路板上一共设计n组信号通道，分别命名为A1至An；记通道Ai上的传输线水平过渡个数为Ni，水平过渡衰减为B，垂直过渡个数为Mi，垂直过渡衰减为T，拐角过渡个数Pi，拐角损耗为R，通道的传输线长度为Li，单位传输线损耗为D，由测试夹具引入的损耗为E，各通道的总的插入损耗为Ki；i大于等于5；所述通道Ai的总插入损耗Ki可以表示为：Ki＝Ni×B+Mi×T+Pi×R+Li×D+E   (1)所述通道的总插入损耗Ki可以通过矢量网络分析仪测试该通道的“插入损耗得到，所述水平过渡个数Ni、垂直过渡个数Mi、拐角过渡个数Pi以及传输线长度Li是设计时的已知参数；步骤2：设计参考信号通道A1，该通道的水平过渡个数为N1，垂直过渡个数为M1，拐角过渡个数P1，通道的传输线长度为L1，通道1的插入损耗为K1，则得到第一个方程为：K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E   (2)步骤3：根据公式(1)设计n‑1信号通道A2到An对应求解总插入损耗的n‑1个方程，以通道A1为基础，设计A2～An的n‑1个方程，使通道Ai得到总插入损耗Ki时，四个参数的系数至少有一个比通道A1的总插入损耗K1中对应的四个参数的系数有变化；同时满足A2到An中，四个参数的系数对应A1时的系数有过至少1次的变化；四个参数指的是B、T、R、D；i＝2～n；步骤4：利用所述方程(1)至方程(n)，计算可得到得到B，T，R，D值。...

【技术特征摘要】
1.一种能实现多层电路板微波性能自校准方法,其特征在于包括：步骤1：电路板上一共设计n组信号通道，分别命名为A1至An；记通道Ai上的传输线水平过渡个数为Ni，水平过渡衰减为B，垂直过渡个数为Mi，垂直过渡衰减为T，拐角过渡个数Pi，拐角损耗为R，通道的传输线长度为Li，单位传输线损耗为D，由测试夹具引入的损耗为E，各通道的总的插入损耗为Ki；i大于等于5；所述通道Ai的总插入损耗Ki可以表示为：Ki＝Ni×B+Mi×T+Pi×R+Li×D+E(1)所述通道的总插入损耗Ki可以通过矢量网络分析仪测试该通道的“插入损耗得到，所述水平过渡个数Ni、垂直过渡个数Mi、拐角过渡个数Pi以及传输线长度Li是设计时的已知参数；步骤2：设计参考信号通道A1，该通道的水平过渡个数为N1，垂直过渡个数为M1，拐角过渡个数P1，通道的传输线长度为L1，通道1的插入损耗为K1，则得到第一个方程为：K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E(2)步骤3：根据公式(1)设计n-1信号通道A2到An对应求解总插入损耗的n-1个方程，以通道A1为基础，设计A2～An的n-1个方程，使通道Ai得到总插入损耗Ki时，四个参数的系数至少有一个比通道A1的总插入损耗K1中对应的四个参数的系数有变化；同时满足A2到An中，四个参数的系数对应A1时的系数有过至少1次的变化；四个参数指的是B、T、R、D；i＝2～n；步骤4：利用所述方程(1)至方程(n)，计算可得到得到B，T，R，D值。2.根据权利要求1所述的一种能实现多层电路板微波性能自校准方法,其特征在于所述步骤3中当n＝5时，设计信号通道A2，使通道A2比通道A1多两个水平过渡结构，其余参数与通道A1保持一致，则得到第二个方程：K2＝(N1+2)×B+M1×T+P1×R+L1×D+E(3)第三步，设计信号通道A3，使通道A3比通道A1多两个垂直过渡结构，则得到第三个方程：K3＝N1×B+(M1+2)×T+P1×R+L1×D+E(4)第四步，设计信号通道A4，使通道A4比通道A1多四个拐角过渡结构，传输线长度多出ΔL1，则得到第四个方程：K4＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL1)×D+E(5)第五步，设计信号通道A5，使通道A5比通道A1多四个拐角过渡结构，传输线长度多出ΔL2，则得到第五个方程：K5＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL2)×D+E(6)利用所述方程(2)至方程(5)，计算可得到：传输线水平过渡衰减为B为：B＝(K2-K1)/2(7)传输线垂直过渡衰减为T为：T＝(K3-K1)/2(8)传输线拐角损耗为R为：R＝＝(K4-K1-ΔL1×D)/4(9)传输线单位传输线损耗为D为：D＝(K5-K1)/(ΔL2-ΔL1)(10)。3.一种能实现多层电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿，王欢，姚廷波，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51