[发明专利]多线TRL校准方法及终端设备

说明书

本发明提供了多线TRL校准方法及终端设备，该方法包括：对TRL校准过程中的误差进行分析，建立用于求解传播常数和校准常数的误差分析模型；利用多根、冗余的传输线作为标准覆盖每一个频点，根据有效相移规则选取公共线，并将公共线与其它每个传输线组成线对，每组线对之间形成独立测量，并根据所述误差分析模型得到多组传播常数和校准常数的观测值；通过预处理方法对传输线的测量结果进行处理，并根据处理结果更新公共传输线。上述方法及终端设备，能够提高在片S参数测试准确度。

技术领域

本发明属于晶原级半导体器件微波特性测量技术领域，尤其涉及多线TRL校准方法及终端设备。

背景技术

微电子行业中配备的大量“在片S参数测试系统”在使用前，需要使用在片校准件进行矢量校准，校准件的类型包括SOLT(Short-Open-Load-Thru)、TRL(Thru-Reflect-Line)、LRRM(Line-Reflect-Reflect-Match)等。影响在片矢网校准准确度的原因主要有两种：一是系统参考阻抗引入的系统误差，二是探针与被测件接触的重复性误差。

SOLT校准参考阻抗为负载(Load)，并设计直通线的特征阻抗与之相等，但事实是SOLT校准覆盖频段较宽，直通线的特征阻抗具有一定的频响，加之短路、开路校准件的定义方式不够完善，导致校准结果精度不高，一直停留在工业应用方面。

TRL校准中使用了易于加工制作的传输线标准，并且校准件的定义中采用长度，其精度得到一定程度提高。TRL校准的参考阻抗为传输线的特征阻抗，在设计传输线尺寸时以仿真结果50欧姆作为标准，但这忽略了仿真模型和频响带来的影响，其校准准确程度受制于传输线特征阻抗与50欧姆接近程度。TRL校准无法得到传输线特征阻抗，也就无法将测量的被测件S参数变换到某一阻抗下。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了多线TRL校准方法及终端设备，以解决现有技术中多线TRL校准S参数测量精度较低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种多线TRL校准方法，包括：

对TRL校准过程中的误差进行分析，建立用于求解传播常数和校准常数的误差分析模型；

利用多根、冗余的传输线作为标准覆盖每一个频点，根据有效相移规则选取公共线，并将公共线与其它每个传输线组成线对，每组线对之间形成独立测量，并根据所述误差分析模型得到多组传播常数和校准常数的观测值；

通过预处理方法对传输线的测量结果进行处理，并根据处理结果更新公共传输线。

可选的，所述对TRL校准过程中的误差进行分析，建立用于求解传播常数和校准常数的误差分析模型的过程为：

矢网测量的第i个校准件的级联传输矩阵Mⁱ为

其中，Tⁱ为校准件i的实际传输矩阵，X、Y为待求的误差网络传输矩阵，即校准常数；表示将信号传输方向与Y的信号传输方向反向；

在理想情况下，第i条传输线标准的传输矩阵Tⁱ为

式中，γ是传播常数，l_i为第i个传输线标准的长度；

考虑到探针与校准件接触重复性等随机误差，对Tⁱ修正为：

其中，δ¹ⁱ为端口1不理想引起的随机误差，δ²ⁱ为端口2不理想引起的随机误差，且δ¹ⁱ，δ²ⁱ中的元素值远小于1；