[发明专利]基于神经网络的金属背敷非对称共面波导物理尺寸检测方法

说明书

技术领域

本发明属于电子科学中微波技术领域，尤其涉及一种基于神经网络的金属背敷非对称共面波导物理尺寸检测方法。

背景技术

随着现代电子设备的发展，对微波电路的集成度、损耗等指标的要求越来越高。平面微波电路非常适合电子元器件的集成，因为各种电子元器件很容易在平面电路上与平面传输线相互连接，并且多层平面电路可达到更高的集成度。在各种平面微波传输线中，微带线的加工、分析和综合都较为简单，是使用最广泛的平面传输线之一。然而随着微波、毫米波技术，特别是单片微波集成电路的发展，微带线在损耗及色散等特性上的不足已不能忽略。在此背景下，共面波导得到了越来越多的关注。与微带线相比，共面波导有着易于制作，易实现有源、无源器件在电路中的串并联以及提高电路密度等优点。共面波导不仅可以作为微波集成电路中的连接线，还能制作各种微波无源和有源器件。目前共面波导已应用于微波、毫米波、光学和高温超导集成电路，并在一些电路中取代了微带线，在微波集成电路中占据着越来越重要的地位。

非对称共面波导是在共面波导基础之上发展而成的一种平面微波传输线。与共面波导相比，非对称共面波导中心金属带条与两侧地板之间的缝隙宽度是不同的。通过引入非对称的缝隙宽度，非对称共面波导增加了一个额外的设计参量，使其具有了更广泛的优化空间和更高的设计灵活性。与其它微波传输线一样，非对称共面波导也能够用于微波滤波器、定向耦合器、功分器等平面电路的设计。在这些平面电路中，往往会用到多段传输线，这样非对称共面波导电路的设计参量要比对称共面波导电路多数个，也就是说在优化过程中，非对称共面波导电路要比对称共面波导电路多数个自由度。众所周知，对于同一个物理问题，目标函数的变量越多，优化结果往往就越优。从数学角度讲，对称共面波导电路进行优化时，两个槽宽必须相等相当于加了一个约束条件，而非对称共面波导电路的优化则取消了这个约束，无约束优化的结果当然优于有约束的优化。但是非对称共面波导的电磁场分布很多裸露在空气中，易受环境的影响。为了解决这个问题，人们提出了金属背敷非对称共面波导。因此采用金属背敷非对称共面波导构建的微波集成电路，将得到更好的电路性能。

众所周知，微波传输线的综合是设计微波集成电路的基础，但目前已有的综合方法只能根据金属背敷非对称共面波导的特性阻抗和介质材料参数计算出中心金属带条宽度或缝隙宽度，不能直接计算出金属背敷非对称共面波导的长度。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明公开了一种基于神经网络的金属背敷非对称共面波导物理尺寸检测方法，该方法采用神经网络反演建模技术对金属背敷非对称共面波导的物理尺寸进行检测，具体包括以下步骤：

步骤1：采用保角映射理论对金属背敷非对称共面波导进行准静态分析，获取保角变换前向映射函数，设置需要训练数据的取值范围，所述训练数据包括金属背敷非对称共面波导的长度L、中心金属带条的宽度w、中心金属带条与左侧地板之间的缝隙宽度g₁、中心金属带条与右侧地板之间的缝隙宽度g₂、介质基片的厚度h、介质基片的介电常数ε_r、金属背敷非对称共面波导的电气参数，所述电气参数包括特性阻抗Z₀、电长度θ和有效介电常数ε_eff，

所述保角变换前向映射函数为：