1.一種針對模塊化探針S參數幅頻特性的校準方法,其特征在于實現步驟如下:
步驟一、校準背板制作
校準背板的結構由兩個單列針腳的綜合射頻機架連接器插座和相同針腳間的互連線
組成,單列針腳的尺寸與多列針腳連接器尺寸相同,僅針腳列數為一列,校準背板的邊界處
打一系列地孔使得不同層的地網絡相連;模塊化探針上連接器插頭的引腳是多列的,每列
針腳上均有信號引出,使用將其他幾列針腳剔除后的單列針腳連接器作為校準背板上的插
座讓連接相同針腳間的互連線走線方式簡單,使建模結果更加精確,校準精度更高;
校準背板的層疊結構為地層1-介質-信號線層1-介質-地層2-介質-地層3-介質-信號
線層2-介質-地層4,信號線層1位于地層1與地層2的正中間位置,信號線層2位于地層3與地
層4的正中間位置,為避免信號線間的串擾,兩個緊鄰針腳的信號線分別布置在不同的信號
線層;
步驟二、校準背板建模
根據步驟一所制作出的校準背板的尺寸,建立針腳間互連線的帶狀線n階集總電路模
型,計算轉移參數即A參數,作為校準背板的特性參數;
步驟三、將模塊化探針插入校準背板進行測試
模塊化探針的連接器為多列針腳結構,將兩個相同的模塊化探針相應的單列針腳插入
校準背板上的兩個單列針腳連接器插座上,在兩個模塊化探針另一端的射頻接口間接入矢
量網絡分析儀測得兩個探針與校準背板級聯后的S參數,進行逐列測試,完成針對每個針腳
間的測試;
步驟四、模塊化探針S參數求解
利用級聯系統A參數直接相乘的特點,通過對模塊化探針-校準背板-模塊化探針三級
級聯后的S參數導為A參數,利用建模求得的校準背板的A參數,再得出模塊化探針的A參數
解,進而求得模塊化探針的S參數解;
步驟五、判斷解的合理性求得正確的模塊化探針的S參數幅頻特性,觀察若干組解的幅
度S參數值,將存在|S
11|>0dB或|S
21|>0dB的解剔除,剩下的解即為正確的模塊化探針的S
參數幅頻特性;在使用模塊化探針針對綜合射頻機架進行測試后,將測試結果刨去模塊化
探針的幅度S參數幅頻特性即可完成模塊化探針S參數幅頻特性的校準。
2.根據權利要求1所述的針對模塊化探針S參數幅頻特性的校準方法,其特征在于:所
述建立針腳間互連線的帶狀線n階集總電路模型的過程如下:設信號線層兩邊地層間的厚
度為b,信號線層的厚度為t,寬度為w,信號線的長度為L,介質的介電常數為ε
r,損耗角正切
為tan(σ);
首先,計算帶狀線的特性阻抗
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然后,計算帶狀線的總電容
![]()
總電感
![]()
總電導
G
total=ωtan(σ)C
total和總電阻
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其中帶狀線的總電導和總電阻隨頻
率f改變,ω為角速度,c為光速;
接著,建立帶狀線的n階集總電路模型,帶狀線的n階集總電路模型由n個1階集總電路
模型級聯構成,其中1階集總電路模型由電阻R
per和電感L
per串聯并與電容C
per和電導G
per并
聯構成,其中C
per=C
total/n,L
per=L
total/n,G
per=G
total/n,R
per=R
total/n,
![]()
BW為所需校準的頻段帶寬;
最后,計算帶狀線的A參數:先計算1階集總電路模型的ABCD矩陣
![]()
其中,A
1=1
+(R
per+jωL
per)(G
per+jωC
per),B
1=R
per+jωL
per,C
1=G
per+jωC
per,D
1=1,然后利用級聯系統
A參數可以直接相乘的特點,將1階ABCD矩陣相乘n次得到n階ABCD矩陣
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作
為校準背板的特性參數。
3.根據權利要求1所述的針對模塊化探針S參數幅頻特性的校準方法,其特征在于:所
述步驟四具體實現如下:
首先,將矢量網絡分析儀測得的模塊化探針-校準背板-模塊化探針三級級聯后的S參
數,利用公式
![]()
其中Z
0為端口特性阻抗,計算得到三級級聯后
的ABCD矩陣
![]()
然后,求解模塊化探針的A參數解,設模塊化探針的A參數
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則模塊化
探針-校準背板-模塊化探針三級級聯后的ABCD矩陣A
test=A
module×A
bb×A
module,即
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將矩陣形式轉化為方程形式,即
![]()
求解該四元二次方程組中A
m、B
m、C
m、D
m的值;
最后、計算模塊化探針的S參數解,上述四元二次方程組的解有四組,將這四組模塊化
探針的A參數解根據公式
![]()
轉化為S參數。