一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法技术

本发明专利技术公开了一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，包括：确定活动引线互联几何参数、物性参数和电磁传输参数；对互联形态进行参数化表征；进行区域分段；分别建立ab段、bc段和cd段三段介质传输线等效电路；建立整个活动引线互联结构等效电路模型和活动引线互联结构

【技术实现步骤摘要】
一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法


[0001]本专利技术属于微波射频电路
，具体是一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，可用于指导微波电路中模块互联设计优化与电磁传输性能调控。

技术介绍

[0002]微波电路被广泛应用在雷达、通信、电子战等领域，随着电子信息技术向着大数据、智能化、高精尖方向深入发展，作为核心硬件支撑，微波电路的研制不断走向微小型化、功能集成化、高频高速化以及高功率高可靠化。微波电路互联作为电路模块间连接的桥梁，同时具有机械几何连接和电磁信号传输的作用，互联结构对信号传输的影响在高频段，尤其是在毫米波段急剧增大，这就导致在高性能微波电路研制过程中，电路互联对信号传输的制约逐渐成为电路性能提升的卡脖子环节。
[0003]为了满足微波电路互联在极端环境工况下仍具有可靠连接，通常采用柔性互联结构，使得电路互联在保障高频低损耗信号传输的同时，又能容纳工艺制造误差与缓冲环境热力载荷。针对微波电路中同轴转微带互联结构，通过使用活动引线互联可实现电路柔性连接，但随着电磁工作频率的升高，活动引线复杂的互联结构对信号传输的损耗将显著增大。现有文献缺少建立活动引线互联对应电路寄生参数的关联模型，无法直接通过电路模型来快速预测互联传输性能。工程中对互联的研究多采用人工经验反复尝试，以及建立三维电磁模型开展大量仿真分析。无法精确快速实现电磁传输性能预测与互联设计调控，造成研究盲目，效率低，成本高昂。
[0004]因此，需要深入研究微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，对互联形态进行参数化精确表征建模，探究互联几何形态对应的等效电路模型，突破互联等效电路参数提取，建立互联电磁工作频率与等效电路参数间的映射关系，为微波电路中互联优化设计与宽频带信号传输调控提供理论保障。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，以便快速、准确地获取活动引线互联宽频带等效电路参数，为微波电路性能提升，以及复杂环境下电性能的保障提供理论指导。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案是，一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，该方法包括下述步骤：
[0007](1)根据微波电路中互联具体要求，确定活动引线互联的几何参数与物性参数；
[0008](2)根据微波电路中互联工况及性能指标，确定活动引线互联电磁传输参数；
[0009](3)根据微波电路中互联形态及工程实际调研，对活动引线互联形态进行参数化表征；
[0010](4)基于非均匀传输线理论对活动引线互联进行区域分段为：ab段三导体双层介质传输线、bc段三导体四层介质传输线和cd段三导体单层介质传输线；
[0011](5)根据电磁场与微波传输线理论，分别建立ab段三导体双层介质传输线等效电路、bc段三导体四层介质传输线等效电路和cd段三导体单层介质传输线等效电路；
[0012](6)根据微波网络级联理论，建立整个活动引线互联结构等效电路模型；
[0013](7)根据确定的微波电路中活动引线互联几何参数、物性参数、电磁传输参数及形态参数化表征，建立活动引线互联结构
‑
电磁分析模型；
[0014](8)基于空间映射法，提取活动引线特定互联形态下对应等效电路参数；
[0015](9)基于回归拟合方程，建立活动引线互联电磁工作频率与等效电路参数映射关系。
[0016]进一步，
[0017]确定活动引线互联的几何参数包括：玻璃介质与介质基片间隙S1、引线伸入接插件腔体长度S2、微带导体端部到接插件探针根部长度S3、接插件探针根部到微带导体连接端间隙S4、接插件探针长度S5和微带导体宽度W2；
[0018]确定活动引线互联的物性参数包括：介质基板介电常数ε
s
、介质基板损耗角正切θ
s
、玻璃介质介电常数ε
g
和玻璃介质损耗角正切θ
g
。
[0019]确定微波电路中活动引线互联电磁传输参数包括：电磁工作频率f，回波损耗S
11
和插入损耗S
21
。
[0020]进一步，所述步骤(3)中，对活动引线互联形态进行参数化表征，按照以下步骤进行：
[0021](3a)根据活动引线互联形态特征及信号传输路径分析，将互联划分为五层级依次表征，分别为：玻璃介质与内导体互联表征、内导体与活动引线互联表征、活动引线与微带导体互联表征、微带导体与介质基板互联表征和介质基板与接地板互联表征；
[0022](3b)根据活动引线形态特征及功用分析，将活动引线形态划分为三段进行表征：柔性活动连接段、过渡段和刚性焊锡连接段，依次采用圆筒函数、阶梯函数和梯形函数表征。
[0023]进一步，所述步骤(4)中，基于非均匀传输线理论对活动引线互联进行区域分段，按照以下步骤进行：
[0024](4a)基于非均匀传输线理论，将活动引线互联视为传输线，进行结构离散化分段，分别为：ab段三导体双层介质传输线、bc段三导体四层介质传输线和cd段三导体单层介质传输线；
[0025](4b)ab段三导体双层介质传输线结构中，三导体包括：内导体、接插件腔体和接地板导体，双层介质包括：空气介质和基板介质；
[0026](4c)bc段三导体四层介质传输线结构中，三导体包括：活动腔导体、微带导体和接地板导体；四层介质包括：活动腔体空气介质、焊锡间隙空气介质、腔体外表面与基板空气介质和基板介质；
[0027](4d)cd段三导体单层介质传输线结构中，三导体包括：接插件探针与焊锡连接导体、微带导体和接地板导体；单层介质为基板介质。
[0028]进一步，所述步骤(5)中，建立ab段三导体双层介质传输线等效电路，按照以下步骤进行：
[0029](5a)根据电磁场与微波传输线理论，建立ab段三导体双层介质传输线等效电路，
在ab段竖直方向上，考虑其5层几何结构中，第1、2、5层为导体，第3、4层为介质，因而将第1、2、5层导体和第3、4层介质等效为并联电容C1；
[0030](5b)根据电磁场与微波传输线理论，建立ab段三导体双层介质传输线等效电路，在ab段水平方向上，考虑高频传输线集总参数电路等效，将ab段内导体与活动腔导体等效为一个电阻R1与一个电感L1串联。
[0031]进一步，建立bc段三导体四层介质传输线等效电路，按照以下步骤进行：
[0032](5c)根据电磁场与微波传输线理论，建立bc段三导体四层介质传输线等效电路，确定bc段等效电路由一个电阻R2，一个电感L2和一个电容C2组成；
[0033](5d)根据电磁场与微波传输线理论，建立bc段三导体四层介质传输线等效电路，考虑高频传输线集总参数电路等效，bc段等效电路网络结构为电阻R2与电感L2串联，然后整体再与电容C2并联。
[0034]进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，其特征在于，包括下述步骤：根据微波电路中互联具体要求，确定活动引线互联的几何参数与物性参数；根据微波电路中互联工况及性能指标，确定活动引线互联电磁传输参数；根据微波电路中互联形态及工程实际调研，对活动引线互联形态进行参数化表征；基于非均匀传输线理论对活动引线互联进行区域分段为：ab段三导体双层介质传输线、bc段三导体四层介质传输线和cd段三导体单层介质传输线；根据电磁场与微波传输线理论，分别建立活动引线ab段三导体双层介质传输线等效电路、bc段三导体四层介质传输线等效电路和cd段三导体单层介质传输线等效电路；根据微波网络级联理论，建立整个活动引线互联结构等效电路模型；根据确定的微波电路中活动引线互联几何参数、物性参数、电磁传输参数及形态参数化表征，建立活动引线互联结构
‑
电磁分析模型；基于空间映射法，提取活动引线互联形态下对应等效电路参数；基于回归拟合方程，建立活动引线互联电磁工作频率与等效电路参数映射关系。2.根据权利要求1所述的一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，其特征在于，确定活动引线互联的几何参数包括：玻璃介质与介质基片间隙S1、引线伸入接插件腔体长度S2、微带导体端部到接插件探针根部长度S3、接插件探针根部到微带导体连接端间隙S4、接插件探针长度S5和微带导体宽度W2；确定活动引线互联的物性参数包括：介质基板介电常数ε
s
、介质基板损耗角正切θ
s
、玻璃介质介电常数ε
g
和玻璃介质损耗角正切θ
g
；确定活动引线互联电磁传输参数包括：电磁工作频率f，回波损耗S
11
和插入损耗S
21
。3.根据权利要求1所述的一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，其特征在于，对活动引线互联形态进行参数化表征，按如下过程进行：根据活动引线互联形态特征及信号传输路径分析，将互联划分为五层级依次表征：玻璃介质与内导体互联表征、内导体与活动引线互联表征、活动引线与微带导体互联表征、微带导体与介质基板互联表征和介质基板与接地板互联表征；根据活动引线形态特征及功用分析，将活动引线形态划分为三段进行表征：柔性活动连接段、过渡段和刚性焊锡连接段，依次采用圆筒函数、阶梯函数和梯形函数表征。4.根据权利要求1所述的一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，其特征在于，基于非均匀传输线理论对活动引线互联进行区域分段，按如下过程进行：基于非均匀传输线理论，将活动引线互联视为传输线，进行结构离散化分段，分别为：ab段三导体双层介质传输线、bc段三导体四层介质传输线和cd段三导体单层介质传输线；ab段三导体双层介质传输线结构中，三导体包括：内导体、接插件腔体和接地板导体；双层介质包括：空气介质和基板介质；bc段三导体四层介质传输线结构中，三导体包括：活动腔导体、微带导体和接地板导体，四层介质包括：活动腔体空气介质、焊锡间隙空气介质、腔体外表面与基板空气介质和基板介质；cd段三导体单层介质传输线结构中，三导体包括：接插件探针与焊锡连接导体、微带导体和接地板导体；单层介质为基板介质。
5.根据权利要求1所述的一种微波电路活动引线互联宽频带等效电路参数提取方法，其特征在于，建立活动引线ab段三导体双层介质传输线等效电路，包括：在ab段竖直方向上，考虑其5层几何结构中，第1、2、5层为导体，第3、4层为介质，将第1、2、5层导体和第3、4层介质等效为并联电容C1；在ab段水平方向上，考虑高频传输线集总参数电路等效，将ab段内导体与活动腔导体等效为一个电阻R1与一个电感L1串联；建立bc段三导体四层介质传输线等效电路，包括：确定bc段等效电路由一个电阻R2，一个电感L2和一个电容C2组成；考虑高频传输线集总参数电路等效，b...

【专利技术属性】
技术研发人员：王从思，张乐，田军，滕昱成，李芮宁，王志翔，袁利荣，薛松，刘少义，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：