[发明专利]一种连接结构的散射参数测量方法、设计方法及仿真方法

说明书

本发明提供了一种连接结构的散射参数测量方法、设计方法以及一种模组的仿真方法。连接结构的散射参数测量方法包括：搭建完全相同的两组所述连接结构的实物；在两组连接结构之间绘制微带线以实现所述两组连接结构的对称连接，完成连接的两组连接结构构成被测件，所述微带线的两端分别与两组连接结构中的连接线的第二端连接，所述微带线的长度大于两倍的所述波导口的长度；以所述被测件中的两个波导口为测试端面测试出第一组散射参数；以及以所述微带线的两端为测试端面测试出第二组散射参数。从而实现了对连接结构的散射参数的准确检测。

技术领域

本发明涉及微波毫米波集成电路设计领域，尤其涉及一种连接结构的散射参数测量方法及其设计方法，以及一种模组的仿真方法。

背景技术

矩形波导具有低插损、高Q值、高功率容量的优点，因此它成为毫米波天线及收发前端的主要接口方式。结构简单易于加工的特点，使得微带线成为毫米波集成电路中主要的传输线。矩形波导中的信号传输方式为磁场，毫米波集成电路以及微带线中的信号传输方式为电场，因此，在使用矩形波导作为接口的毫米波集成电路中一般需要设计一个实现矩形波导到微带线的连接结构。

由于连接结构中涉及到不同信号传播方式之间的转换，因此可能会对毫米波集成电路的射频性能产生极大的影响，基于此，设计出矩形波导到微带的低插损过渡结构，进而实现矩形波导与微带间的能量有效转换成为了毫米波集成电路中的一个关键问题。

在现有的连接结构的设计中，通常是在仿真平台中搭建出对应的仿真模型，再利用仿真软件进行仿真来确定出连接结构的具体参数。目前常用的连接结构的仿真模型中，连接结构的对应模型包括矩形波导和微带线，搭建出两组连接结构，两组连接结构中通过标准阻抗的微带线来连接。设计时，通过改变连接结构中的微带线尺寸来使得连接结构的S参数满足设计目标。

而该仿真模型中的连接结构的S参数的计算方式为：搭建两个仿真模型，两个仿真模型中的连接结构的参数完全一致，但具有不同长度的标准阻抗的微带线（匹配微带线）；测算出两个仿真模型中的两个矩形波导之间的S参数，将两组S参数的差值视为两个仿真模型中的匹配微带线的长度差值所对应的S参数，则可利用该长度差值与S参数的对应关系计算出单位长度的匹配微带线的S参数；再利用单位长度的匹配微带线的S参数计算出其中一个仿真模型的匹配微带线的S参数，利用该仿真模型的两个矩形波导之间的S参数减去该仿真模型中的匹配微带线的S参数即可得到该仿真模型中的两个连接结构的S参数之和，由于该两个连接结构完全相同，因此将计算出的S参数除以2即可得到一个连接结构的S参数。

该种连接结构的S参数的计算方法默认匹配微带线的S参数与其长度呈线性关系，显然不符合实际。在E波段，微带线至少需要等效于一电感，甚至还应在该等效电感的两端设置等效电容来作为微带线的等效模型，因此该匹配微带线的S参数与其长度之间不太可能呈线性关系。因此，该种计算方法显然不准确。

另外，实际工程实现时，实现波导到微带线之间的信号传输的连接结构包括矩形波导、过渡结构、微带线和键合线，其中过渡结构用于和矩形波导耦合来实现磁场信号到电场信号的转变传输，键合线用于实现过渡结构和毫米波集成电路中的信号输入点/信号输出点的键合连接。而现有的仿真模型中的连接结构未考虑到键合线，然而键合线在E波段对信号传输的影响是不可忽略的。

因此，现有的模组的设计过程中，将前述连接结构的仿真模型融入到模组的仿真模型中，显然会影响模组的设计精准度。

为解决现有的连接结构的仿真模型与实际连接结构之间的不匹配而导致的模组的设计水平不高的问题，本发明旨在提供一种连接结构的散射参数测量方法及其设计方法，以及一种模组的仿真方法。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。