[发明专利]一种微波功率管的性能特性测试方法

说明书

本发明涉及射频微波技术领域，具体涉及一种微波功率管的性能特性测试方法，包括S1、对测试夹具做校准测试，得到测试夹具输入端和输出端的传输特性；S2、建立测试夹具与待测功率管引脚连接处、测试夹具导线、待测功率管引脚导线的仿真模型；S3、分别对三个仿真模型进行电磁场模拟仿真，得到连接处的传输特性、测试夹具导线的传输特性及待测功率管引脚导线的传输特性；S4、根据上述3个传输特性计算得到不连续处的传输特性；S5、将不连续处的传输特性嵌入到测试夹具的传输特性中，得到测试夹具输入端和输出端的影响因素传输特性；S6、对待测功率管进行S参数测试，测试结果扣除影响因素传输特性后得到待测功率管的真实性能特性。

技术领域

本发明属于射频微波测试领域，具体涉及一种微波功率管的性能特性测试方法。

背景技术

在射频微波频段，常见的功率管类型有Si LDMOS、GaN HEMT等，射频微波功率管常被用来设计功率放大器。在设计放大器之前，一般需要对功率管进行负载牵引测试，找到其最佳工作性能对应的阻抗点，从而利用该阻抗点进行输入输出匹配电路设计。

射频微波功率管一般采用陶瓷法兰封装，而且输出功率较大，很难直接进行在片测试，因此，需要制作专门的测试夹具。另外，由于功率管的最佳输入输出阻抗很小，并且随着工作频率的升高进一步减小，例如一款GaN HEMT功率管，型号Cree CGH40010，在3.5GHz时的最佳输入阻抗的实部仅为3.8Ω。如此小的阻抗在史密斯圆图上的位置已经靠近圆图边缘，而常用的机械式阻抗调谐器(tuner)由于自身能力的限制，在靠近斯密斯圆图边缘位置的调谐精度较差，因此，在制作功率管测试夹具时，一般需要做阻抗变换，常见的阻抗变换形式为渐变线，可经过优化设计，将测试系统端口的50Ω特性阻抗变换到待测件(待测功率管)端口小于10Ω的特性阻抗，起到将tuner调谐阻抗的圆心从斯密斯圆图的中心(50Ω)向靠近待测功率管最佳阻抗点搬移的作用，从而提高负载牵引时的测试精度。

测试夹具自身对测试结果的影响可以通过去嵌的方式消除，例如在进行负载牵引测试前，需要对测试夹具做校准测试，得到夹具输入端和输出端的传输特性(S参数)，然后将夹具的效应从最终的测试结果中进行去嵌入扣除，从而得到待测功率管本身的特性。但是，射频微波功率管法兰封装的输入输出引脚的宽度是变化的，不同型号的功率管引脚宽度不同，一般随着功率管的功率能力增大而变宽。而设计的测试夹具通常是通用的，不可能针对每种待测功率管定制一种对应引脚宽度的测试夹具，因此功率管封装引脚的宽度与测试夹具待测功率管端的导线宽度往往不一致，从而在界面处引入不连续性；除此之外，测试夹具的传输线一般采用介质基板，而功率管芯封装的传输线一般采用陶瓷基板，两种基板材料的介电常数、厚度等参数均不相同，也会在界面处引入不连续性。这种界面处的不连续性将带来额外的寄生效应，而这种寄生效应是不能通过夹具去嵌入的方式消除的，导致待测功率管测试结果中包含了该不连续处的影响，会使待测功率管最终的测试结果产生偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波功率管的性能特性测试方法，该方法可以很好地解决待测功率管最终测试结果存在偏差的问题。

为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种微波功率管的性能特性测试方法，包括以下步骤：

S1、对测试夹具做校准测试，得到测试夹具输入端和输出端的传输特性；

S2、采用全波电磁场仿真软件，建立测试夹具与待测功率管引脚连接处的仿真模型，建立测试夹具导线的仿真模型，建立待测功率管引脚导线的仿真模型；

S3、分别对三个仿真模型进行电磁场模拟仿真，得到连接处的传输特性、测试夹具导线的传输特性及待测功率管引脚导线的传输特性；

S4、根据连接处的传输特性、测试夹具导线的传输特性及待测功率管引脚导线的传输特性计算得到不连续处的传输特性；

S5、将不连续处的传输特性嵌入到测试夹具的传输特性中，得到影响因素传输特性；