[发明专利]一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构及其设计方法

权利要求书

1.一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构设计方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：

步骤1，根据多层印制板的叠层结构和板材参数，以及微波电路通孔的尺寸大小，使用电磁仿真软件建立完整的通孔3D模型；

步骤2，计算出步骤1中建立的通孔的寄生电容C和寄生电感L；

步骤3，根据步骤1中通孔的RLC等效电路和步骤2中计算出的通孔的寄生电容C和寄生电感L，在多层印制板顶层和中间层设计连接通孔与50Ω带线的高阻抗微带线；

步骤4，高阻抗微带线设置固定宽度，然后根据需要匹配的微波频段的中心频率，计算出高阻抗微带线线长的参考值，通过在通孔3D模型中设置高阻抗微带线线长的参考值的上、下限数和扫描步进值，利用电磁仿真软件的sweep功能，计算固定步长的通孔端口驻波的S参数；

步骤5，从步骤4中计算出的通孔端口驻波的S参数，根据需要的通孔端口驻波的S参数选择高阻抗微带线线长；

步骤6，根据步骤2中计算出的通孔的寄生电容C和寄生电感L，以多层印制板顶层通孔为对称点，镜像并联接入固定阻抗值的多条开路短截线；

步骤7，通过调整每条开路短截线线长计算不同的通孔端口驻波的S参数，然后从计算结果中，根据需要的通孔端口驻波的S参数选择开路短截线线长。

2.根据权利要求1所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构设计方法，其特征在于，在步骤2中，寄生电容值C、寄生电感值L：

其中，C单位为pF，L单位为nH，ε_r表示介质的相对介电常数，D₁表示通孔焊盘直径，D₂表示圆形通孔阻焊盘直径或方形通孔组焊盘边长，h表示相邻两层间过孔的长度，d表示通孔直径，单位为英寸。

3.根据权利要求1所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构设计方法，其特征在于，步骤4中高阻抗微带线设置固定宽度为5mil，高阻抗微带线线长数值计算方式为：通过需匹配的微波频段，确认其中心频率，高阻抗微带线线长为所述中心频率的λ/4的奇数倍，其中λ为波长。

4.根据权利要求1所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构设计方法，其特征在于，步骤6中开路短截线的宽度大于等于5mil,间距大于等于6mil，符合现有加工条件。

5.根据权利要求1所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构设计方法，其特征在于，步骤7中S参数中：S11和S22均不大于-22dB。

6.一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构，其特征在于，该多层印制板包括顶层、中间层、其他层和底层，顶层和中间层的输入输出端分别接入有50Ω带线，微波电路通孔贯穿所述多层印制板，所述匹配结构包括高阻抗微带线和多条开路短截线，所述多层印制板顶层和中间层50Ω带线分别与通孔之间串联设置有高阻抗微带线，所述多层印制板顶层通孔镜像并联接入多条开路短截线。

7.根据权利要求6所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构，其特征在于，所述高阻抗微带线宽度设置为5mil。

8.根据权利要求6所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构，其特征在于，所述多条开路短截线的线宽大于等于5mil，间距大于等于6mil，符合现有加工条件。

9.根据权利要求6所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构，其特征在于，所述通孔周围设置有阻焊盘，所述阻焊盘为方形或圆形。

10.根据权利要求9所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构，其特征在于，所述阻焊盘周围均匀分布有接地通孔。

11.根据权利要求10所述的一种多层印制板微波电路通孔的匹配结构，其特征在于，所述接地通孔为两圈交错分布。