在片噪声参数传递标准件的设计方法、系统及终端设备技术方案

本发明专利技术提供了一种在片噪声参数传递标准件的设计方法、系统及终端设备，包括：建立S参数与噪声参数的函数关系；按照所述函数关系，定量分析在不同的S参数条件下，噪声参数的量值及不确定度的变化规律；根据所述变化规律，将噪声参数的最佳不确定度所对应的S参数作为初步设计参数；按照所述初步设计参数，结合加工工艺和物理边界条件，确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件。本发明专利技术基于S参数与噪声参数的函数关系，定量分析S参数变化对于噪声参数的量值及不确定度的影响，从而确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件，提高了准确度。

Design method, system and terminal equipment of on-chip noise parameter transfer standard parts

【技术实现步骤摘要】
在片噪声参数传递标准件的设计方法、系统及终端设备
本专利技术属于微波噪声测量
，尤其涉及一种在片噪声参数传递标准件的设计方法、系统及终端设备。
技术介绍
在片噪声参数测量系统组成较为复杂，国际通行的做法是采用整体计量法。即依托“噪声参数传递标准件”实现四个噪声参数量值由标准值(含不确定度)到被校系统的传递。目前的传递标准件缺乏不确定度优化设计，无法获得准确结果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种在片噪声参数传递标准件的设计方法、系统及终端设备，以解决现有技术中无法获得准确结果的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种在片噪声参数传递标准件的设计方法，包括：建立S参数与噪声参数的函数关系；按照所述函数关系，定量分析在不同的S参数条件下，噪声参数的量值及不确定度的变化规律；根据所述变化规律，将噪声参数的最佳不确定度所对应的S参数作为初步设计参数；按照所述初步设计参数，结合加工工艺和物理边界条件，确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件。本专利技术实施例的第二方面提供了一种设计系统，包括：模型模块，用于建立S参数与噪声参数的函数关系；分析模块，用于按照所述函数关系，定量分析在不同的S参数条件下，噪声参数的量值及不确定度的变化规律；第一设计模块，用于根据所述变化规律，将噪声参数的最佳不确定度所对应的S参数作为初步设计参数；第二设计模块，用于按照所述初步设计参数，结合加工工艺和物理边界条件，确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件。本专利技术实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述设计方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述设计方法的步骤。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：基于S参数与噪声参数的函数关系，定量分析S参数变化对于噪声参数的量值及不确定度的影响，从而确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件，提高了准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一个实施例提供的在片噪声参数传递标准件的设计方法的流程示意图；图2是本专利技术的一个实施例提供的在片结构信号传输形式的示意图；图3是本专利技术的一个实施例提供的3dB衰减器电路原理图；图4是本专利技术的一个实施例提供的3dB衰减器电路原理图的仿真结果；图5是本专利技术的一个实施例提供的3dB衰减器电路版图；图6是本专利技术的一个实施例提供的终端设备的示意图；图7是本专利技术的一个实施例提供的T型衰减器的示意图；图8是本专利技术的一个实施例提供的π型衰减器的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例1：如图1所示，本专利技术实施例所提供的一种在片噪声参数传递标准件的设计方法，包括：步骤S101，建立S参数与噪声参数的函数关系。S参数，也就是散射参数，是微波传输中的一个重要参数。S12为反向传输系数，也就是隔离。S21为正向传输系数，也就是增益。S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。步骤S102，按照所述函数关系，定量分析在不同的S参数条件下，噪声参数的量值及不确定度的变化规律。在步骤S102中，通过蒙特卡洛仿真确定变化规律。步骤S103，根据所述变化规律，将噪声参数的最佳不确定度所对应的S参数作为初步设计参数。步骤S104，按照所述初步设计参数，结合加工工艺和物理边界条件，确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件。在步骤S104中，以初步设计参数结合ADS(AdvancedDesignsystem)仿真软件，并综合考虑加工工艺和物理边界条件，确定最佳的设计参数。本专利技术实施例基于S参数与噪声参数的函数关系，定量分析S参数变化对于噪声参数的量值及不确定度的影响，从而确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件，提高了准确度。所述函数关系包括：其中，F为噪声系数，Fmin为最小噪声系数，Rn为等效噪声电阻(表示噪声系数随源反射系数变化的快慢)，ΓS为源反射系数，Γopt为最佳源反射系数(对应最小噪声系数Fmin时的源反射系数)，Z0为特征阻抗(量值为50Ω)。无源器件的S参数-噪声模型通过传输参数T表征的无噪声的网络和在无源器件输入端口本征噪声波cT1和cT2表征：其中，ai和bi分别表示所述无源器件i端口的信号输入波和反射波，i＝1、2。相应的，无源器件的噪声相关矩阵与等效噪声参数的关系为：其中，CT为所述噪声相关矩阵，CT1、CT2为无源器件输入端口本征噪声波，kB为波尔兹曼常数，W为等效噪声参数。kBW1＝<|cT1|2>,kBW2＝<|cT2/S21|2>,kBW12＝<cT1(cT2/S21)*>。根据Bosma’s原理，假设热力学平衡情况下，无源器件的噪声相关矩阵与S参数的关系为：CT＝kBT(E-SS+)ij(4)其中，T为无源器件的噪声温度，量纲为热力学温度K，E表示单位矩阵，S为无源器件的S参数，S+表示S参数的共轭矩阵。T的量值等于无源器件的物理温度(即环境温度Ta)。则，等效噪声参数W与S参数的关系为：W1＝(1-|S11|2-|S12|2)Ta(5)其中，S11为输入反射系数，S12为反向传输系数，S21为正向传输系数，S22为输出反射系数，Ta为环境温度。进而，无源器件的噪声相关矩阵与无源器件的噪声参数之间的关系为：由此得出，无源器件的噪声参数与W之间的关系为：其中，F为噪声系数，Fmin为最小噪声系数，Rn为等效噪声电阻(表示噪声系数随源反射系数变化的快慢)，ΓS为源反射系数，Γopt为最佳源反射系数(对应最小噪声系数时的源反射系数)，Z0为特征阻抗(量值为50Ω)，W1，W2，W12统称为等效噪声参数，T0为标准噪声温度(量值为290K)，S11为输入反射系数，*表示伴随矩阵，由于S参数为复数量，从公示(9)，可以看出最小噪声系数Fmin由9个不确定度来源。也是为了便于定量分析，结合传递标准件的使用要求，假设传递标准件的S22端为5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在片噪声参数传递标准件的设计方法，其特征在于，包括：建立S参数与噪声参数的函数关系；按照所述函数关系，定量分析在不同的S参数条件下，噪声参数的量值及不确定度的变化规律；根据所述变化规律，将噪声参数的最佳不确定度所对应的S参数作为初步设计参数；按照所述初步设计参数，结合加工工艺和物理边界条件，确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件。

【技术特征摘要】
1.一种在片噪声参数传递标准件的设计方法，其特征在于，包括：建立S参数与噪声参数的函数关系；按照所述函数关系，定量分析在不同的S参数条件下，噪声参数的量值及不确定度的变化规律；根据所述变化规律，将噪声参数的最佳不确定度所对应的S参数作为初步设计参数；按照所述初步设计参数，结合加工工艺和物理边界条件，确定最佳的设计参数对应的理想传递标准件。2.如权利要求1所述的在片噪声参数传递标准件的设计方法，其特征在于，所述函数关系包括：其中，F为噪声系数，Fmin为最小噪声系数，Rn为等效噪声电阻，ΓS为源反射系数，Γopt为最佳源反射系数，Z0为特征阻抗，W1，W2，W12统称为等效噪声参数，T0为标准噪声温度，S11为输入反射系数，*表示伴随矩阵。3.如权利要求2所述的在片噪声参数传递标准件的设计方法，其特征在于，无源器件的噪声相关矩阵与等效噪声参数的关系为：其中，CT为所述噪声相关矩阵，cT1、cT2为无源器件输入端口本征噪声波，kB为波尔兹曼常数，W为等效噪声参数。4.如权利要求2所述的在片噪声参数传递标准件的设计方法，其特征在于，无源器件的噪声相关矩阵与S参数的关系为：CT＝kBT(E-SS+)ij其中，T为无源器件的噪声温度，E表示单位矩阵，S为无源器件的S参数，S+表示S参数的共轭矩阵。5.如权利要求2所述的在片噪声参数传递标准件的设计方法，其特征在于，等效噪声参数与S参数的关系为：W1＝(1-|S11|2-|S12|2)Ta其中，S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱华，梁法国，王一帮，刘晨，田秀伟，霍晔，荆晓冬，栾鹏，孙静，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13