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

背景技術(shù)：

電路板基板材料特性是設(shè)計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專業(yè)的仿真軟件計算出所需電路的線寬和設(shè)計圖案的電特性參數(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)計與仿真實例》：徐興福主編.電子工業(yè)出版社,2009.pp.95-97)。但是測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(參考以下兩個國標(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)的測試方法_微擾法[S].1987)，材料供應(yīng)商會提供該基板材料在某一參考頻點下的介電常數(shù)和耗散功率(參考：高頻印刷線路板材料產(chǎn)品選購指南,ROGERS公司，www.rogerscorp.com/techhub)。

對于微波電路而言，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，因此基于參考頻點仿真的數(shù)字模型與實物測試是具有一定差異的。特別是對于更為復(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)計師沒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行設(shè)計。

為了使仿真更加接近真實的使用情況，我們在實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，進行的細微調(diào)整，使得仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。調(diào)整的方法是將實際電路測試后的數(shù)據(jù)與修正介電常數(shù)和損耗因子后的仿真模型對比，使得能夠得到大量的數(shù)據(jù)吻合，此時所對應(yīng)的參數(shù)數(shù)值就是最終的修正值。

實際電路進行測試時，需要有接頭才能與測試儀器連接在一起，對于接頭損耗的校準(zhǔn)是上述微調(diào)方法的關(guān)鍵問題，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)分析儀單獨測試接頭損耗，然后將夾具測試數(shù)據(jù)減去測得的接頭損耗，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帶來損耗的變化，這個信息也沒有算在校準(zhǔn)內(nèi)。

因此我們的發(fā)明的方式是設(shè)計一種電路板，使得電路板上每條信號通路存在一定的數(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，來消除接頭自身損耗，電路與接頭匹配程度以及裝配帶來的損耗變化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能實現(xiàn)多層電路板微波性能自校準(zhǔn)的設(shè)計方法及裝置。本方法及裝置能消除外部測試夾具帶來的接頭損耗、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n組信號通道，分別命名為A1至An；記通道Ai上的傳輸線水平過渡個數(shù)為Ni，水平過渡衰減為B，垂直過渡個數(shù)為Mi，垂直過渡衰減為T，拐角過渡個數(shù)Pi，拐角損耗為R，通道的傳輸線長度為Li，單位傳輸線損耗為D，由測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可以通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試該通道的“插入損耗得到，所述水平過渡個數(shù)Ni、垂直過渡個數(shù)Mi、拐角過渡個數(shù)Pi以及傳輸線長度Li是設(shè)計時的已知參數(shù)；

步驟2：設(shè)計參考信號通道A1，該通道的水平過渡個數(shù)為N1，垂直過渡個數(shù)為M1，拐角過渡個數(shù)P1，通道的傳輸線長度為L1，通道1的插入損耗為K1，則得到第一個方程為：

K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (2)

步驟3：根據(jù)公式(1)設(shè)計n-1信號通道A2到An對應(yīng)求解總插入損耗的n-1個方程，以通道A1為基礎(chǔ)，設(shè)計A2～An的n-1個方程，使通道Ai得到總插入損耗Ki時，四個參數(shù)的系數(shù)至少有一個比通道A1的總插入損耗K1中對應(yīng)的四個參數(shù)的系數(shù)有變化；同時滿足A2到An中，四個參數(shù)的系數(shù)對應(yīng)A1時的系數(shù)有過至少1次的變化；四個參數(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)，計算可得到得到B，T，R，D值。

進一步的，所述步驟3中當(dāng)n＝5時，設(shè)計信號通道A2，使通道A2比通道A1多兩個水平過渡結(jié)構(gòu)，其余參數(shù)與通道A1保持一致，則得到第二個方程：

K2＝(N1+2)×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (3)

第三步，設(shè)計信號通道A3，使通道A3比通道A1多兩個垂直過渡結(jié)構(gòu)，則得到第三個方程：

K3＝N1×B+(M1+2)×T+P1×R+L1×D+E (4)

第四步，設(shè)計信號通道A4，使通道A4比通道A1多四個拐角過渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長度多出ΔL1，則得到第四個方程：

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

第五步，設(shè)計信號通道A5，使通道A5比通道A1多四個拐角過渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長度多出ΔL2，則得到第五個方程：

K5＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL2)×D+E (6)

利用所述方程(2)至方程(5)，計算可得到：

傳輸線水平過渡衰減為B為：

B＝(K2-K1)/2 (7)

傳輸線垂直過渡衰減為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：

總插入損耗計算模塊，用于通過電路板上一共設(shè)計n組信號通道，分別命名為A1至An；記通道Ai上的傳輸線水平過渡個數(shù)為Ni，水平過渡衰減為B，垂直過渡個數(shù)為Mi，垂直過渡衰減為T，拐角過渡個數(shù)Pi，拐角損耗為R，通道的傳輸線長度為Li，單位傳輸線損耗為D，由測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可以通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試該通道的S21得到，所述水平過渡個數(shù)Ni、垂直過渡個數(shù)Mi、拐角過渡個數(shù)Pi以及傳輸線長度Li是設(shè)計時的已知參數(shù)；

參考信號通道模塊，用于設(shè)計參考信號通道A1，該通道的水平過渡個數(shù)為N1，垂直過渡個數(shù)為M1，拐角過渡個數(shù)P1，通道的傳輸線長度為L1，通道1的插入損耗為K1，則得到第一個方程為：

K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (2)

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

進一步的，所述參數(shù)計算模塊中當(dāng)n＝5時，設(shè)計信號通道A2，使通道A2比通道A1多兩個水平過渡結(jié)構(gòu)，其余參數(shù)與通道A1保持一致，則得到第二個方程：

K2＝(N1+2)×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (3)

第三步，設(shè)計信號通道A3，使通道A3比通道A1多兩個垂直過渡結(jié)構(gòu)，則得到第三個方程：

K3＝N1×B+(M1+2)×T+P1×R+L1×D+E (4)

第四步，設(shè)計信號通道A4，使通道A4比通道A1多四個拐角過渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長度多出ΔL1，則得到第四個方程：

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

第五步，設(shè)計信號通道A5，使通道A5比通道A1多四個拐角過渡結(jié)構(gòu)，傳輸線長度多出ΔL2，則得到第五個方程：

K5＝N1×B+M1×T+(P1+4)×R+(L1+ΔL2)×D+E (6)

利用所述方程(2)至方程(5)，計算可得到：

傳輸線水平過渡衰減為B為：

B＝(K2-K1)/2 (7)

傳輸線垂直過渡衰減為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的使用情況，我們在實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，進行的細微調(diào)整，使得仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)能夠較好的吻合。調(diào)整的方法是將實際電路測試后的數(shù)據(jù)與修正介電常數(shù)和損耗因子后的仿真模型對比，使得能夠得到大量的數(shù)據(jù)吻合，此時所對應(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)系來消除裝配和接頭失配的影響。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，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，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

實施例一：

一種能實現(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n組信號通道，分別命名為A1至An；記通道Ai上的傳輸線水平過渡個數(shù)為Ni，水平過渡衰減為B，垂直過渡個數(shù)為Mi，垂直過渡衰減為T，拐角過渡個數(shù)Pi，拐角損耗為R，通道的傳輸線長度為Li，單位傳輸線損耗為D，由測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可以通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試該通道的S21得到，所述水平過渡個數(shù)Ni、垂直過渡個數(shù)Mi、拐角過渡個數(shù)Pi以及傳輸線長度Li是設(shè)計時的已知參數(shù)；

步驟2：設(shè)計參考信號通道A1，該通道的水平過渡個數(shù)為N1，垂直過渡個數(shù)為M1，拐角過渡個數(shù)P1，通道的傳輸線長度為L1，通道1的插入損耗為K1，則得到第一個方程為：

K1＝N1×B+M1×T+P1×R+L1×D+E (2)

步驟3：根據(jù)公式(1)設(shè)計n-1信號通道A2到An對應(yīng)求解總插入損耗的n-1個方程，使通道Ai得到總插入損耗Ki時四個參數(shù)的系數(shù)中至少一個比通道A1的總插入損耗K1中四個參數(shù)的系數(shù)有變化；滿足A2到An至少有4個總插入損耗Ki中四個參數(shù)的系數(shù)分別對應(yīng)與A1的總插入損耗K1中四個參數(shù)的系數(shù)有變化；步驟4：利用所述方程(1)至方程(n)，計算可得到得到B，T，R，D值；四個參數(shù)指的是B、T、R、D。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明：

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傳輸通道1、第一信號通道2、第二信號通道3、第三信號通道4、第四信號通道5、第五信號通道；

所述第一信號通道1包括傳輸線主線10、兩側(cè)屏蔽接地孔11；

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說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程的步驟或任何新的組合。