[发明专利]基于传输线间转换互联结构的信号传输性能补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于传输线间转换互联结构的信号传输性能补偿方法，包括：确定传输线间转换互联结构的几何参数与物性参数，并进行参数化表征，建立电磁分析模型，选择补偿方式。若工作频带为宽带，则进行上一步，若工作频带为窄带，则进行下一步，求解互联处输入阻抗，基于并联单枝节的传输线间转换互联结构，建立补偿结构电磁分析模型；在传输线线间转换金带互联处引入微带线性渐变线，建立补偿结构电磁分析模型；确定传输线间转换互联补偿结构尺寸；当工作频带为窄带，输出补偿结构参数；当工作频带为宽带，输出补偿结构参数。本发明方法可快速对可指导微波组件中传输线间转换结构设计优化与电性能补偿，提升微波产品研制品质。

技术领域

本发明属于微波射频电路技术领域，具体是一种基于传输线间转换互联结构的信号传输性能补偿方法，可用于指导微波组件中传输线间转换互联结构的设计与信号传输性能调控与补偿。

背景技术

随着通信、卫星、导航、航天、雷达等领域不断朝着智能化、自动化以及信息化发展，要求微波组件不仅具备高性能化、多功能化的优点同时，还得具备小型化、轻量化以及设计周期短等要求。因此对微波器件及模块的组装互联提出了非常严苛的要求。同时工作频段的升高，也使得微波电路中互联工艺形态对传输性能的耦合影响愈加突出。

传输线间转换互联结构作为信号传输路径的重要组成部分，在过去低频段且传输速度较低的情况下，互联点仅仅起电连通的作用，相当于短路，整个微波电路系统的性能只取决于晶体管性能及其连接的逻辑关系，信号传输性能几乎与互联点无关；随着集成电路速度的不断提高，信号进入微波、毫米波波段，波长将接近传输线的电长度，互联点不可不重视，其寄生效应(电容、电感、电阻以及电导)造成互联区域阻抗与两端传输线特性阻抗不匹配，引起电磁波的反射，产生驻波使信号幅度和相位产生误差，导致信号在互联处的传输将产生时延、幅度衰减、同步开关噪声、信号反射与串扰等电磁场微波效应，进而引起微波组件出现信号/能量完整性问题，这些问题将严重影响微波组件性能，制约着接收发射功能的提升，甚至影响整个系统更新换代。

因此有必要对传输线间转换互联结构进行性能补偿，减少信号在输入端和输出端的反射，提高信号的传输效率，保证在工作频段内的阻抗匹配，实现电磁场在两种传输线之间传输的连续性与均匀性，减少因阻抗突变引起的电磁波反射，使行驻波尽量接近行波状态，最大程度上保证输出功率最大化和传输线上损耗最小化，以适应高频有源微波组件特定的工况条件。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于传输线间转换互联结构的信号传输性能补偿方法，以便快速、准确地对因传输线间转换互联结构的不连续性所造成的阻抗失配进行补偿，为微波组件性能提升，以及复杂环境下电性能的保障提供理论指导。

实现本发明目的的技术解决方案是，一种基于传输线间转换互联结构的信号传输性能补偿方法，该方法包括下述步骤：

(1)根据高频微波组件互联的具体要求，确定传输线间转换互联结构的几何参数与物性参数；

(2)根据微波组件传输线间转换互联结构实物形态及工程实际调研，对互联金带区域分段区间处理，并根据具体区间对传输线间转换互联结构进行形态参数化表征；

(3)根据确定的微波组件中转换互联结构的几何参数、物性参数及形态参数化表征，并建立传输线间转换互联结构的电磁分析模型；

(4)根据微波组件工作带宽，选择补偿方式，若工作频带为宽带，则进行步骤(5)，若工作频带为窄带，则进行步骤(6)；

(5)根据阻抗匹配原理，求解互联结构互联处输入阻抗，建立互联结构的等效电路模型进行匹配，基于并联单枝节的传输线间转换互联结构，建立面向宽带的补偿结构电磁分析模型；

(6)据传输线的反射原理，在传输线线间转换金带互联处引入微带线性渐变线，渐变线一侧宽度与金带底部压焊长度保持一致，一侧与主传输线宽度保持一致，基于微带线性渐变线的传输线间转换互联结构，建立面向窄带的补偿结构电磁分析模型；