【技术实现步骤摘要】
考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法
本专利技术属于微波射频电路
，具体是一种考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，可用于指导微波组件在工程设计优化、制造及使用中，考虑构形波动的互联电路传输性能预测。
技术介绍
在现代微波电子信息技术快速发展进程中，微波组件的应用领域越来越广泛，涉及到雷达导航、通信传输、探测识别、电子对抗及其他航空航天领域，其研制趋势向高组装密度、高频、高功率密度和高可靠的方向不断发展，这对微波组件中的电路互联提出了更为严苛的要求，既要求电路互联满足机械与电气更高的可靠性，又要求信号传输具有更低的功率损耗。微波组件中互联构形对信号传输的影响随工作频率的升高显著增大，作为电子装备典型核心部件的微波组件，研究其中电路互联形性耦合设计已经成为提升电子装备性能的关键技术。微波组件在设计制造与使用各环节中，电路互联通常会受到工艺制造精度误差与服役环境载荷的双重影响，因而造成实际互联结构产生构形波动，不同互联构形的设计再叠加互联构形的波动将造成互联信号传输性能极大的不确定性。因此在...
【技术保护点】
1.一种考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，包括下述步骤：/n(1)根据高频微波组件中互联的具体要求，确定双根带键互联的几何参数与物性参数；/n(2)根据微波组件中互联工况及性能指标，确定双根带键互联电磁传输参数；/n(3)根据微波组件中互联构形及工程实际调研，确定考虑构形波动的双根带键互联几何参数；/n(4)根据微波组件中互联构形及工程实际调研，建立考虑构形波动的双根带键互联构形参数化表征模型；/n(5)基于均匀传输线理论，对考虑构形波动的双根带键互联区域进行阻抗计算；/n(6)基于高频电路中趋肤效应与键合线电感理论，对考虑构形波动的双根带键互联...
【技术特征摘要】
1.一种考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)根据高频微波组件中互联的具体要求，确定双根带键互联的几何参数与物性参数；
(2)根据微波组件中互联工况及性能指标，确定双根带键互联电磁传输参数；
(3)根据微波组件中互联构形及工程实际调研，确定考虑构形波动的双根带键互联几何参数；
(4)根据微波组件中互联构形及工程实际调研，建立考虑构形波动的双根带键互联构形参数化表征模型；
(5)基于均匀传输线理论，对考虑构形波动的双根带键互联区域进行阻抗计算；
(6)基于高频电路中趋肤效应与键合线电感理论，对考虑构形波动的双根带键互联区域进行键带等效与感抗计算；
(7)基于非均匀传输线理论与分段线性理论，对考虑构形波动的双根带键互联区域进行分段离散与线性等效；
(8)根据建立的考虑构形波动的双根带键互联构形参数化表征模型与均匀传输线理论，分段建立AB段考虑构形波动的单根键合段传输线等效电路、BC段考虑构形波动的单根三导体传输线等效电路、CD段考虑构形波动的单根双层介质传输线等效电路、DE段考虑构形波动的单根空气介质传输线等效电路和HI、GH、FG、EF段考虑构形波动的单根传输线等效电路；
(9)根据建立的考虑构形波动的双根带键互联分段等效电路与微波网络分析理论，求解考虑构形波动的单根带键互联整体转移矩阵；
(10)根据建立的考虑构形波动的单根键带互联整体转移矩阵与微波网络分析理论，分别求解考虑构形波动的双根带键互联整体导纳参量、散射参量和吸收损耗；
(11)根据计算的考虑构形波动的双根带键互联整体散射参量与吸收损耗，结合传输线理论与微波网络分析理论，建立考虑构形波动的双根带键互联构形与信号传输性能路耦合模型；
(12)根据建立的考虑构形波动的双根带键互联构形与信号传输性能路耦合模型，对带有构形波动的双根带键互联结构实现传输性能预测。
2.根据权利要求1所述的考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，确定几何参数包括:金带宽度B、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b1、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，介质模块间隙g，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，右端金带键合处长度b2，金带拱高hb和双根金带间隙SR；
确定物性参数包括:左端介质基板相对介电常数εr1、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、右端介质基板介电损耗角δ2，真空磁导率μ0，真空光速cv和第n段导体电导率σn；
确定微波组件中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1所述的考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，步骤(3)按如下过程进行：
(3a)采用区间分析方法，确定单一构形波动参数为其中工艺扰动的波动参数为环境载荷的波动参数为确定为多个单一构形波动参数计算得到的波动参数；
确定金带互联结构考虑构形波动的9个主要参数为：左端金带键合处长度微带左端到基板左端距离金带键合左处距微带左端距离介质模块间隙gI，金带键合右端距微带右端距离微带右端到基板右端距离右端金带键合处长度金带拱高和双根金带间隙
(3b)确定单一构形波动参数中的扰动量为δXs，其中包含工艺扰动波动参数δXsp与环境载荷波动参数δXse，工艺扰动δXsp服从正态分布，δXsp～N(μ,σ2)，环境载荷δXse依据具体环境载荷而定；则确定金带互联结构9个构形波动参数对应的扰动量分别为：左端金带键合处长度的扰动量δb1、微带左端到基板左端距离的扰动量δd1、金带键合左处距微带左端距离的扰动量δp1、介质模块间隙的扰动量δg、金带键合右端距微带右端距离的扰动量δp2、微带右端到基板右端距离的扰动量δd2、右端金带键合处长度的扰动量δb2、金带拱高的扰动量δhb和双根金带间隙的扰动量δSR。
4.根据权利要求1所述的考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，步骤(4)按如下过程进行：
(4a)根据考虑构形波动的双根带键互联构形特征分析，对考虑构形波动的双根带键互联构形采用圆弧函数进行参数化表征，圆弧函数如以下公式所示：
式中，是圆弧曲率中心的横、纵坐标，是圆弧的曲率半径，x是金带构形函数曲线的横坐标；
(4b)金带非键合区线上金带圆弧段长度计算如下：
式中，为圆弧的圆心角；
(4c)建立金带键合互联构形参数化表征模型如下：
5.根据权利要求1所述的考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，步骤(5)根据均匀传输线理论，对考虑构形波动的双根带键互联区域进行阻抗计算，计算如下：
式中，W为导带宽度，为介质厚度，εr为介质相对介电常数，We为有效导带宽度，为等效相对介电常数，可由下式计算：
式中，为考虑导带厚度的等效相对介电常数。
6.根据权利要求2所述的考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，步骤(6)按如下过程进行：
(6a)利用等表面积法，对考虑构形波动的双根带键互联区域进行键带等效，将金带通过保持横截面周长不变的方式转化成金丝，二者表面积相同，金带可等效成与其横截面等周长的金丝，等效后的金丝直径为：
(6b)等效后的金丝自身形成的自感量计算公式如下：
DR为金带等效后的金丝直径，为非键合段金带长度；
等效后的金丝—金丝间由于耦合形成的互感量的计算公式如下：
7.根据权利要求2所述的考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，步骤(7)按如下过程进行：
(7a)根据非均匀传输线理论与分段线性理论，对考虑构形波动的双根带键互联区域进行分段离散与线性等效，将金带键合互联区域依结构变化划分为8段，分别为：AB键合段、BC三导体段、CD双层介质段、DE空气介质段，EF空气介质段、FG双层介质段、GH三导体段、HI键合段；EF、FG、GH、HI四段分别与DE、CD、BC、AB四段结构特征类似；
(7b)对考虑构形波动的双根带键互联区域进行分段离散与线性等效，将金带键合互联区域按照已划分的8段进行分段线性处理，分别为：长度为的AB段键合段传输线、长度为的BC段三导体传输线、长度为的CD段双层介质传输线、长度为的DE段空气介质传输线，EF、FG和GH、HI四段分别与DE、CD、BC和AB四段类似，对应长度表示为和传输线结构特征相似。
8.根据权利要求2所述的考虑构形波动的双根带键路耦合信号传输性能预测方法，其特征在于，步骤(8)建立AB段考虑构形波动的单根键合段传输线等效电路如下：
(1ab)AB键合段视为导带厚度为Tabe＝h3+T，等效宽度为Wab＝(BT+Wlh3)/(h3+T)的微带线，AB段有效导带宽度为Wabe，介质厚度为左侧介质基板厚度h1，相对介电常数为εr1，将上述参数带入微带传输线特性阻抗计算公式，即可得到考虑构形波动的AB键合段传输线阻抗
(2ab)键合段等效微带线的电长度计算公式如下...
【专利技术属性】
技术研发人员：王从思，田军，李芮宁，周澄，刘菁，李明荣，伍洋，杜彪，薛松，连培园，
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
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