面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法技术

本发明专利技术公开了一种面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，包括确定单根高斯、双根高斯、单根圆弧、双根圆弧四类金带键合互联几何、物性、电磁传输参数，分别建立四类金带键合互联构形参数化表征模型，空间几何特征对比分别建立四类金带键合互联结构电磁模型；建立四类金带键合互联构形与信号传输性能预测模型；单根与双根金带互联信号传输电性能、高斯构形与圆弧构形金带互联信号传输电性能对比；确定面向微波电路信号传输的金带互联最佳构形。本发明专利技术可实现不同类型的金带互联结构形态参数到信号传输性能的精准预测，对比确定出面向微波电路信号传输的金带互联最佳构形，指导微波电路互联构形选择与优化，有效提升微波产品研制品质。

【技术实现步骤摘要】
面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法
本专利技术属于微波射频电路
，具体是一种面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，可用于指导工程设计制造中，微波电路内面向信号传输性能的最佳键带互联设计与选用。
技术介绍
随着现代电子科学技术的快速发展，微波集成电路在互联通信、空间导航、目标探测、电子对抗等高新前沿领域都有着广泛的应用。作为微波电子装备的核心部件，受摩尔定律及后摩尔定律的影响，微波集成电路的研制逐渐朝“四高一轻一小”，即高集成、高功率、高频、高可靠，以及轻质化、微小化方向发展。微波电路中互联的选用和设计对信号传输性能的影响逐渐加剧。电路互联问题会直接引起信号传输损耗增大，机械与电气可靠性降低，甚至集成电路整体失效。因此提升高性能微波集成电路的研制水平，尤其是微波电路中互联的研制水平，是突破微波电子装备性能的提升的关键技术。微波集成电路在设计制造与使用过程中，微波电路互联既存在制造精度误差同时又承受着外界环境载荷引起的互联结构变形，因而电路及模块间互联常设计成可伸缩的柔性结构。这种柔性互联结构在保证有效传输信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，其特征在于，包括下述步骤：/n(1)根据高频微波电路中互联的具体要求，确定单根高斯、双根高斯、单根圆弧、双根圆弧四类金带键合互联几何参数与物性参数；/n(2)根据微波电路中互联工况及性能指标，确定四类金带键合互联电磁传输参数；/n(3)根据微波电路中互联构形及工程实际调研，分别建立四类金带键合互联构形参数化表征模型；/n(4)基于四类金带键合互联构形参数化表征模型，对四类金带键合互联构形空间几何特征进行对比；/n(5)基于四类金带键合互联构形参数化表征模型，在三维高频结构仿真软件中分别建立四类金带键合互联结构电磁模型；/n(6)根据建立的...

【技术特征摘要】
1.一种面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)根据高频微波电路中互联的具体要求，确定单根高斯、双根高斯、单根圆弧、双根圆弧四类金带键合互联几何参数与物性参数；
(2)根据微波电路中互联工况及性能指标，确定四类金带键合互联电磁传输参数；
(3)根据微波电路中互联构形及工程实际调研，分别建立四类金带键合互联构形参数化表征模型；
(4)基于四类金带键合互联构形参数化表征模型，对四类金带键合互联构形空间几何特征进行对比；
(5)基于四类金带键合互联构形参数化表征模型，在三维高频结构仿真软件中分别建立四类金带键合互联结构电磁模型；
(6)根据建立的四类金带键合互联构形参数化表征模型与响应面法，建立四类金带键合互联构形与信号传输性能预测模型；
(7)根据建立的四类金带键合互联构形与信号传输性能预测模型，对单根与双根高斯构形金带互联信号传输电性能进行对比；
(8)根据建立的四类金带键合互联构形与信号传输性能预测模型，对单根与双根圆弧构形金带互联信号传输电性能进行对比；
(9)根据建立的四类金带键合互联构形与信号传输性能预测模型，对高斯构形与圆弧构形金带互联信号传输电性能进行对比；
(10)根据建立的四类金带键合互联构形与信号传输性能预测模型及其对比结果，确定面向微波电路信号传输的金带互联最佳构形。


2.根据权利要求1所述的面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，其特征在于，确定单根高斯、双根高斯、单根圆弧、双根圆弧相同的几何参数包括：金带厚度T、左端微带宽度W1、右端微带宽度W2、左端介质基板厚度h1、右端介质基板厚度h2、微带厚度h3、左端金带键合处长度l1、微带左端到基板左端距离d1、金带键合左处距微带左端距离p1、金带键合右端距微带右端距离p2、微带右端到基板右端距离d2和右端金带键合处长度l2；
确定单根高斯、双根高斯、单根圆弧、双根圆弧不同的几何参数包括：四类金带宽度B、介质模块间隙g和金带拱高hb；单根高斯和单根圆弧的金带宽度Bs、双根高斯和双根圆弧的金带宽度Bd、单根高斯和单根圆弧的介质模块间隙分别为gsg和gsc、双根高斯和双根圆弧的介质模块间隙分别为gdg和gdc、单根高斯和单根圆弧的金带拱高分别为hbsg和hbsc、双根高斯和双根圆弧的金带拱高分别为hbdg和hbdc和双根高斯和双根圆弧的金带间隙Wg；
确定单根高斯、双根高斯、单根圆弧、双根圆弧相同的物性参数包括：左端介质基板相对介电常数εr1和右端介质基板相对介电常数εr2、左端介质基板介电损耗角δ1和右端介质基板介电损耗角δ2；
确定四类金带键合互联电磁传输参数包括：信号传输频率f，回波损耗S11和插入损耗S21。


3.根据权利要求2所述的面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，其特征在于，步骤(3)按如下过程进行：
(3a)根据金带键合互联构形特征分析，对单根和双根高斯金带采用高斯分布函数进行参数化表征，确定单根、双根金带键合互联构形高斯分布表征函数为：



式中，a为金带形态z向变化控制相关函数，b为金带形态x向变化控制相关函数，μ和c是高斯函数的峰值横坐标，db为金带键合跨距；
(3c)金带非键合区线上金带微分长度计算如下：



式中，x1和x2表示高斯互联金带要计算长度部分的起始点和终点，x是金带构形函数曲线的横坐标；
(3d)建立单根和双根高斯金带键合互联构形参数化表征模型如下：



(3e)确定单根、双根金带键合互联构形圆弧函数为：



式中，Xc、Zc是圆弧曲率中心的横、纵坐标，Rc是圆弧的曲率半径；
(3f)金带非键合区线上金带微分长度计算如下：



式中，θc为圆弧的圆心角；
(3g)建立单根和双根圆弧金带键合互联构形参数化表征模型如下：





4.根据权利要求2所述的面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，其特征在于，步骤(4)按如下过程进行：
(4a)根据建立的四类金带键合互联构形参数化表征模型，对单根金带和双根金带进行空间所占体积对比，除金带间隙Wg不同，双根金带宽度之和等于单根金带宽度2Bd＝Bs，其他结构参数控制相同，则单根金带与双根金带的空间所占体积分别为：
Vs＝Bs(l1+l2+dbs)max(hb-h1,hb-h2)
dbs＝p1+d1+gs+p2+d2
式中，Vs为单根金带所占空间体积，dbs为单根金带的键合跨距，gs为单根金带的介质模块间隙；
Vd＝(2Bd+Wg)(l1+l2+dbd)max(hb-h1,hb-h2)
dbd＝p1+d1+gd+p2+d2
式中，Vd为双根金带所占空间体积，dbd为双根金带的键合跨距，gd为单根金带的介质模块间隙；
(4b)当高斯金带和圆弧金带所占空间体积相同时，对不同构形的金带耗材量进行对比：
对单根高斯金带和单根圆弧金带，当其所占空间体积相同时，
Vsg＝Bsg(l1+l2+dbsg)max(hbsg-h1,hbsg-h2)
＝Vsc＝Bsc(l1+l2+dbsc)max(hbsc-h1,hbsc-h2)
式中，Vsg为单根高斯金带所占空间体积，dbsg为单根高斯金带的键合跨距，Bsg为单根高斯金带的金带宽度；Vsc为单根圆弧金带所占空间体积，dbsc为单根圆弧金带的键合跨距，Bsc为单根圆弧金带的金带宽度；
即Bsgdbsghbsg＝Bscdbschbsc时，
对其空间耗材量进行对比，对于单根高斯金带，其所耗费的材料量Vmsg为：



式中，Ssg＝BsT为单根高斯金带横截面的面积，u和v为金带的起始点和终止点；
对于单根圆弧金带，其所耗费的材料量Vmsc为：



式中，Ssc为单根圆弧金带横截面的面积；
对双根高斯金带和双根圆弧金带，当其所占空间体积相同时，
Vdg＝Bdg(l1+l2+dbdg)max(hbdg-h1,hbdg-h2)
＝Vdc＝Bdc(l1+l2+dbdc)max(hbdc-h1,hbdc-h2)
即Bdgdbdghbdg＝Bdcdbdchbdc时，
对其空间耗材量进行对比，对于双根高斯金带，其所耗费的材料量Vmdg为：
Vmdg＝2Vmsg
对于双根圆弧金带，其所耗费的材料量Vmdc为：
Vmdc＝2Vmsc
(4c)当耗材量相等时，对其进行构形反演，对反演出的空间方向位置进行对比：
对于单根高斯、双根高斯、单根圆弧、双根圆弧四类金带键合构形，可由其对应耗材量Vmsg、Vmdg、Vmsc、Vmdc反演出各自构形的介质模块间隙g，金带拱高hb以及金带宽度B；
反演金带宽度B时，其余方位参数已知，可得：
B＝f(Vm,g,hb)
式中，Vm为耗材量；
反演金带拱高hb时，其余方位参数已知，可得：
hb＝f(Vm,g,B)
反演介质模块间隙g时，其余方位参数已知，可得：
g＝f(Vm,B,hb)
(4d)当耗材量相等时，对其所占体积进行对比：
对于单根高斯金带和单根圆弧金带，当其耗材量相等时，对其较小所占体积进行求解：



对于双根高斯金带和双根圆弧金带，当其耗材量相等时，对其较小所占体积进行求解：



式中，Vdg为双根高斯金带所占空间体积，Vdc为双根高斯金带所占空间体积；
(4e)建立金带所占体积、空间方向位置和耗材量之间的相互关系式：
f(V,L)＝Vm
式中，V为金带所占体积，L为金带方向位置，Vm为金带耗材量。


5.根据权利要求2所述的面向微波电路互联信号传输的最佳带键构形确定方法，其特征在于，步骤(6)按如下过程进行：
(6a)建立结构参数与电性能之间的多元回归模型，并给出信号传输性能与多个结构参数之间连续的函数关系式：



式中，Y为试验指标，Xi、Xj为因数，β0为常数项，βi为一次项系数，βii为二次项系数，βij为交互作用项系数；
(6b)对于单根高斯金带和单根圆弧金带，选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王从思，田军，周轶江，王志海，闵志先，于坤鹏，李明荣，王艳，王猛，张乐，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61