本發(fā)明涉及路板的微波性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其是一種能實(shí)現(xiàn)多層電路板微波性能自校準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法及裝置。

背景技術(shù)：

電路板基板材料特性是設(shè)計(jì)微波電路需要的參考因素，根據(jù)基板材料的介電常數(shù)和耗散因子，微波工程師可以通過(guò)專業(yè)的仿真軟件計(jì)算出所需電路的線寬和設(shè)計(jì)圖案的電特性參數(shù)(參考一下兩本書：1)《HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解》李明洋著.人民郵電出版社,2011.pp.173-194；2)《ADS2008射頻電路設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例》：徐興福主編.電子工業(yè)出版社,2009.pp.95-97)。但是測(cè)量基板材料的介電常數(shù)和耗散因子不是一件容易的事，需要專業(yè)的設(shè)備和方法(參考以下兩個(gè)國(guó)標(biāo)：1)GB/T 12636-90,微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)帶狀線測(cè)試方法[S].1998；2)GB/T 7265.1-1987,固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)的測(cè)試方法_微擾法[S].1987)，材料供應(yīng)商會(huì)提供該基板材料在某一參考頻點(diǎn)下的介電常數(shù)和耗散功率(參考：高頻印刷線路板材料產(chǎn)品選購(gòu)指南,ROGERS公司，www.rogerscorp.com/techhub)。

對(duì)于微波電路而言，電路是具備一定工作帶寬的，并且工作頻率往往不同于廠商提供的參考頻點(diǎn)，因此基于參考頻點(diǎn)仿真的數(shù)字模型與實(shí)物測(cè)試是具有一定差異的。特別是對(duì)于更為復(fù)雜的多層電路而言，涉及的材料種類變多，疊層更為復(fù)雜。不幸的是大多數(shù)微波設(shè)計(jì)師沒(méi)有這種條件去自己提取介質(zhì)材料的特性參數(shù)，僅僅依靠廠商提供參考值在進(jìn)行設(shè)計(jì)。

為了使仿真更加接近真實(shí)的使用情況，我們?cè)趯?shí)際使用的工作頻率范圍內(nèi)，參考廠商提供的介電常數(shù)和耗散因子的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的細(xì)微調(diào)整，使得仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。調(diào)整的方法是將實(shí)際電路測(cè)試后的數(shù)據(jù)與修正介電常數(shù)和損耗因子后的仿真模型對(duì)比，使得能夠得到大量的數(shù)據(jù)吻合，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值就是最終的修正值。

實(shí)際電路進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要有接頭才能與測(cè)試儀器連接在一起，對(duì)于接頭損耗的校準(zhǔn)是上述微調(diào)方法的關(guān)鍵問(wèn)題，不能把接頭的損耗帶入到電路材料的修正中去。

以前的方式是用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀單獨(dú)測(cè)試接頭損耗，然后將夾具測(cè)試數(shù)據(jù)減去測(cè)得的接頭損耗，就認(rèn)為剩下的損耗就是電路板的特性。這種方法存在如下弊端：

1.接頭裝配上電路板和沒(méi)裝配電路板是兩種不同的狀態(tài)，也就是接頭的裝配損耗并不包含在這種校準(zhǔn)方式內(nèi)；

2.電路與接頭的阻抗匹配程度也會(huì)帶來(lái)?yè)p耗的變化，這個(gè)信息也沒(méi)有算在校準(zhǔn)內(nèi)。

因此我們的發(fā)明的方式是設(shè)計(jì)一種電路板，使得電路板上每條信號(hào)通路存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)性，利用板子上建立起的數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系，來(lái)消除接頭自身?yè)p耗，電路與接頭匹配程度以及裝配帶來(lái)的損耗變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種能實(shí)現(xiàn)多層電路板微波性能自校準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法及裝置。本方法及裝置能消除外部測(cè)試夾具帶來(lái)的接頭損耗、裝配影響及電路失配影響，得到更為準(zhǔn)確的電路板測(cè)試數(shù)據(jù)，為修正仿真參數(shù)，提高仿真精度服務(wù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種能實(shí)現(xiàn)多層電路板微波性能自校準(zhǔn)方法包括：

步驟1：電路板上一共設(shè)計(jì)n組信號(hào)通道，分別命名為A1至An；記通道Ai上的傳輸線水平過(guò)渡個(gè)數(shù)為Ni，水平過(guò)渡衰減為B，垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)為Mi，垂直過(guò)渡衰減為T，拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)Pi，拐角損耗為R，通道的傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)i，單位傳輸線損耗為D，由測(cè)試夾具引入的損耗為E，各通道的總的插入損耗為Ki；i大于等于5；所述通道Ai的總插入損耗Ki可以表示為：

Ki＝Ni×B+Mi×T+Pi×R+Li×D+E (1)

所述通道的總插入損耗Ki可以通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試該通道的“插入損耗得到，所述水平過(guò)渡個(gè)數(shù)Ni、垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)Mi、拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)Pi以及傳輸線長(zhǎng)度Li是設(shè)計(jì)時(shí)的已知參數(shù)；

步驟2：設(shè)計(jì)參考信號(hào)通道A1，該通道的水平過(guò)渡個(gè)數(shù)為N1，垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)為M1，拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)P1，通道的傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，通道1的插入損耗為K1，則得到第一個(gè)方程為：

K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (2)

步驟3：根據(jù)公式(1)設(shè)計(jì)n-1信號(hào)通道A2到An對(duì)應(yīng)求解總插入損耗的n-1個(gè)方程，以通道A1為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)A2～An的n-1個(gè)方程，使通道Ai得到總插入損耗Ki時(shí)，四個(gè)參數(shù)的系數(shù)至少有一個(gè)比通道A1的總插入損耗K1中對(duì)應(yīng)的四個(gè)參數(shù)的系數(shù)有變化；同時(shí)滿足A2到An中，四個(gè)參數(shù)的系數(shù)對(duì)應(yīng)A1時(shí)的系數(shù)有過(guò)至少1次的變化；四個(gè)參數(shù)指的是B、T、R、D；i＝2～n；

步驟4：利用所述方程(1)至方程(n)，計(jì)算可得到得到B，T，R，D值。

進(jìn)一步的，所述步驟3中當(dāng)n＝5時(shí)，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A2，使通道A2比通道A1多兩個(gè)水平過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其余參數(shù)與通道A1保持一致，則得到第二個(gè)方程：

K2＝(N1+2)×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (3)

第三步，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A3，使通道A3比通道A1多兩個(gè)垂直過(guò)渡結(jié)構(gòu)，則得到第三個(gè)方程：

K3＝N1×B+(M1+2)×T+P1×R+L1×D+E (4)

第四步，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A4，使通道A4比通道A1多四個(gè)拐角過(guò)渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長(zhǎng)度多出ΔL1，則得到第四個(gè)方程：

K4＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL1)×D+E (5)

第五步，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A5，使通道A5比通道A1多四個(gè)拐角過(guò)渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長(zhǎng)度多出ΔL2，則得到第五個(gè)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)，計(jì)算可得到：

傳輸線水平過(guò)渡衰減為B為：

B＝(K2-K1)/2 (7)

傳輸線垂直過(guò)渡衰減為T為：

T＝(K3-K1)/2 (8)

傳輸線拐角損耗為R為：

R＝＝(K4-K1-ΔL1×D)/4 (9)

傳輸線單位傳輸線損耗為D為：

D＝(K5-K1)/(ΔL2-ΔL1) (10)。

一種能實(shí)現(xiàn)多層電路板微波性能自校準(zhǔn)裝置包括：

總插入損耗計(jì)算模塊，用于通過(guò)電路板上一共設(shè)計(jì)n組信號(hào)通道，分別命名為A1至An；記通道Ai上的傳輸線水平過(guò)渡個(gè)數(shù)為Ni，水平過(guò)渡衰減為B，垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)為Mi，垂直過(guò)渡衰減為T，拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)Pi，拐角損耗為R，通道的傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)i，單位傳輸線損耗為D，由測(cè)試夾具引入的損耗為E，各通道的總的插入損耗為Ki；i大于等于5；所述通道Ai的總插入損耗Ki可以表示為：

Ki＝Ni×B+Mi×T+Pi×R+Li×D+E (1)

所述通道的總插入損耗Ki可以通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試該通道的S21得到，所述水平過(guò)渡個(gè)數(shù)Ni、垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)Mi、拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)Pi以及傳輸線長(zhǎng)度Li是設(shè)計(jì)時(shí)的已知參數(shù)；

參考信號(hào)通道模塊，用于設(shè)計(jì)參考信號(hào)通道A1，該通道的水平過(guò)渡個(gè)數(shù)為N1，垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)為M1，拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)P1，通道的傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，通道1的插入損耗為K1，則得到第一個(gè)方程為：

K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (2)

參數(shù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)公式(1)設(shè)計(jì)n-1信號(hào)通道A2到An對(duì)應(yīng)求解總插入損耗的n-1個(gè)方程，以通道A1為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)A2～An的n-1個(gè)方程，使通道Ai得到總插入損耗Ki時(shí)，四個(gè)參數(shù)的系數(shù)至少有一個(gè)比通道A1的總插入損耗K1中對(duì)應(yīng)的四個(gè)參數(shù)的系數(shù)有變化；同時(shí)滿足A2到An中，四個(gè)參數(shù)的系數(shù)對(duì)應(yīng)A1時(shí)的系數(shù)有過(guò)至少1次的變化；四個(gè)參數(shù)指的是B、T、R、D；利用所述方程(1)至方程(n)，計(jì)算可得到得到B，T，R，D值；i＝2～n。

進(jìn)一步的，所述參數(shù)計(jì)算模塊中當(dāng)n＝5時(shí)，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A2，使通道A2比通道A1多兩個(gè)水平過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其余參數(shù)與通道A1保持一致，則得到第二個(gè)方程：

K2＝(N1+2)×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (3)

第三步，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A3，使通道A3比通道A1多兩個(gè)垂直過(guò)渡結(jié)構(gòu)，則得到第三個(gè)方程：

K3＝N1×B+(M1+2)×T+P1×R+L1×D+E (4)

第四步，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A4，使通道A4比通道A1多四個(gè)拐角過(guò)渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長(zhǎng)度多出ΔL1，則得到第四個(gè)方程：

K4＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL1)×D+E (5)

第五步，設(shè)計(jì)信號(hào)通道A5，使通道A5比通道A1多四個(gè)拐角過(guò)渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長(zhǎng)度多出ΔL2，則得到第五個(gè)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)，計(jì)算可得到：

傳輸線水平過(guò)渡衰減為B為：

B＝(K2-K1)/2 (7)

傳輸線垂直過(guò)渡衰減為T為：

T＝(K3-K1)/2 (8)

傳輸線拐角損耗為R為：

R＝＝(K4-K1-ΔL1×D)/4 (9)

傳輸線單位傳輸線損耗為D為：

D＝(K5-K1)/(ΔL2-ΔL1) (10)。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：為了使仿真更加接近真實(shí)的使用情況，我們?cè)趯?shí)際使用的工作頻率范圍內(nèi)，參考廠商提供的介電常數(shù)和耗散因子的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的細(xì)微調(diào)整，使得仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。調(diào)整的方法是將實(shí)際電路測(cè)試后的數(shù)據(jù)與修正介電常數(shù)和損耗因子后的仿真模型對(duì)比，使得能夠得到大量的數(shù)據(jù)吻合，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值就是最終的修正值。

為了得到更準(zhǔn)確的修正數(shù)據(jù)，我們利用電路自身邏輯關(guān)系來(lái)消除裝配和接頭失配的影響。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中：

圖1電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說(shuō)明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

實(shí)施例一：

一種能實(shí)現(xiàn)多層電路板微波性能自校準(zhǔn)方法包括：

步驟1：電路板上一共設(shè)計(jì)n組信號(hào)通道，分別命名為A1至An；記通道Ai上的傳輸線水平過(guò)渡個(gè)數(shù)為Ni，水平過(guò)渡衰減為B，垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)為Mi，垂直過(guò)渡衰減為T，拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)Pi，拐角損耗為R，通道的傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)i，單位傳輸線損耗為D，由測(cè)試夾具引入的損耗為E，各通道的總的插入損耗為Ki；i大于等于5；所述通道Ai的總插入損耗Ki可以表示為：

Ki＝Ni×B+Mi×T+Pi×R+Li×D+E (1)

所述通道的總插入損耗Ki可以通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試該通道的S21得到，所述水平過(guò)渡個(gè)數(shù)Ni、垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)Mi、拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)Pi以及傳輸線長(zhǎng)度Li是設(shè)計(jì)時(shí)的已知參數(shù)；

步驟2：設(shè)計(jì)參考信號(hào)通道A1，該通道的水平過(guò)渡個(gè)數(shù)為N1，垂直過(guò)渡個(gè)數(shù)為M1，拐角過(guò)渡個(gè)數(shù)P1，通道的傳輸線長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，通道1的插入損耗為K1，則得到第一個(gè)方程為：

K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (2)

步驟3：根據(jù)公式(1)設(shè)計(jì)n-1信號(hào)通道A2到An對(duì)應(yīng)求解總插入損耗的n-1個(gè)方程，使通道Ai得到總插入損耗Ki時(shí)四個(gè)參數(shù)的系數(shù)中至少一個(gè)比通道A1的總插入損耗K1中四個(gè)參數(shù)的系數(shù)有變化；滿足A2到An至少有4個(gè)總插入損耗Ki中四個(gè)參數(shù)的系數(shù)分別對(duì)應(yīng)與A1的總插入損耗K1中四個(gè)參數(shù)的系數(shù)有變化；步驟4：利用所述方程(1)至方程(n)，計(jì)算可得到得到B，T，R，D值；四個(gè)參數(shù)指的是B、T、R、D。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明：

如圖1所示，一種微波性能自校準(zhǔn)的多層電路板，包括從左至右依次排列的信號(hào)傳輸通道1、第一信號(hào)通道2、第二信號(hào)通道3、第三信號(hào)通道4、第四信號(hào)通道5、第五信號(hào)通道；

所述第一信號(hào)通道1包括傳輸線主線10、兩側(cè)屏蔽接地孔11；

所述第二信號(hào)通道2包括傳輸線主線20、兩側(cè)屏蔽接地孔21、水平過(guò)渡圖形22；

所述第三信號(hào)通道3包括傳輸線主線30、兩側(cè)屏蔽接地孔31、垂直過(guò)渡圖形32；

所述第四信號(hào)通道4包括傳輸線主線40、兩側(cè)屏蔽接地孔41、拐角過(guò)渡圖形42；

所述第五信號(hào)通道5包括傳輸線主線50、兩側(cè)屏蔽接地孔51、拐角過(guò)渡圖形52；

所述第二信號(hào)通道2是在第一信號(hào)通道1的圖形基礎(chǔ)上，增加水平過(guò)渡圖形22所得；

所述第三信號(hào)通道3是在第一信號(hào)通道1的圖形基礎(chǔ)上，增加垂直過(guò)渡圖形32所得；

所述第四信號(hào)通道4是在第一信號(hào)通道1的圖形基礎(chǔ)上，增加拐角過(guò)渡圖形42所得；

所述第五信號(hào)通道5是在第四信號(hào)通道4的圖形基礎(chǔ)上，改變傳輸線圖形42的長(zhǎng)度所得；

所述傳輸線主線50是傳輸線主線40的圖形基礎(chǔ)上，改變傳輸線圖形長(zhǎng)度所得。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。