專利名稱：表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法。
背景技術(shù)：
小型化表面貼裝微波無(wú)源電路系列產(chǎn)品主要包括功分器、耦合器、90度電橋等，滿足無(wú)線通信、導(dǎo)航、雷達(dá)等電子設(shè)備的需求，具有廣闊的市場(chǎng)前景。由于微波無(wú)源器件的小型化設(shè)計(jì)需求，限制了耦合器件的尺寸?？s小體積的第一個(gè)辦法是將耦合傳輸線進(jìn)行彎折，由于電橋的耦合度很強(qiáng)，傳輸線比較細(xì)，傳輸線間間距大，上下傳輸線間的距離小，電磁場(chǎng)主要集中在傳輸線間形成耦合。當(dāng)耦合度逐步降低時(shí)，耦合線變寬，線間距s和線寬相比擬，耦合線間距d也增大，寄生耦合變得與主耦合相比擬(如圖1所示)。寄生耦合是指在設(shè)計(jì)的耦合之外由于布線或器件特性而額外產(chǎn)生的耦合現(xiàn)象。比如連接電容的PCB線路過(guò)近會(huì)額外的增加電容耦合的電容量，尤其是高頻電路中小容量電容，并排的布線就可以改變電容量。由于寄生耦合的存在，特別是在弱耦合條件下，寄生耦合的大小與主耦合相比擬時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題
(O由于不均勻填充，寄生耦合會(huì)改變耦合線的奇偶模相速，耦合器的方向性急劇下
降；
(2)耦合度發(fā)生變化，頻率響應(yīng)變得不可控制；
(3)駐波變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耦合線的奇偶模相速穩(wěn)定、耦合器的方向性穩(wěn)定，傳輸線的電感大、駐波理想，稱合度穩(wěn)定，頻率響應(yīng)的可控性強(qiáng)的表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法，它包括以下步驟
(1)調(diào)整耦合傳輸線的寬度，增加傳輸線的電感以改善駐波；
(2)調(diào)整無(wú)耦合傳輸線的電容，提高耦合器的方向性；
(3)調(diào)整耦合器的耦合度，它包括以下兩種方式
A :調(diào)整耦合器的介電常數(shù)和厚度；
B :改變耦合窗的寬度。進(jìn)一步地，表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法還包括一個(gè)計(jì)算寄生耦合電容陣大小的步驟，寄生耦合電容陣大小的計(jì)算采用有限元法。通過(guò)有限元法計(jì)算寄生耦合電容陣大小的方法包括以下步驟
511:通過(guò)邊界條件和FEM方法計(jì)算出耦合導(dǎo)體之間的儲(chǔ)能關(guān)系；
512:獲得傳輸線的電容陣大小。
步驟Sll包括以下子步驟
521:剖分將要分析問(wèn)題的定義域進(jìn)行分割，離散成有限個(gè)分割單元的集合，分割單元的形狀在原則上是任意的，二維問(wèn)題一般采用三角形單元或矩形單元，三維空間問(wèn)題一般采用四面體或多面體等，每個(gè)單元的頂點(diǎn)成為節(jié)點(diǎn)；
522:單元分析進(jìn)行分片插值，將分割單元中任意點(diǎn)的未知函數(shù)用該分割單元中形狀函數(shù)及離散網(wǎng)格點(diǎn)上的函數(shù)值展開(kāi)，建立一個(gè)線性插值函數(shù)；
523:求解近似變分方程把連續(xù)體離散成有限個(gè)分割單元，連續(xù)體的單元是指定形狀的單元體，每個(gè)單元的場(chǎng)函數(shù)是只包含有限個(gè)待定節(jié)點(diǎn)參量的簡(jiǎn)單場(chǎng)函數(shù)，根據(jù)能量方程或加權(quán)殘量方程建立有限個(gè)待定參量的代數(shù)方程組，求解此離散方程組，得到有限元法的數(shù)值解。進(jìn)一步地，指定形狀的單元體包括三角形、四邊形、四面體、五面體和六面體的單元體。優(yōu)選地，在解決雙變量平面問(wèn)題時(shí)，將連續(xù)體劃分為三角形單元體。本發(fā)明的有益效果是
(1)通過(guò)有限元法計(jì)算寄生耦合電容陣大小，解決了傳統(tǒng)寄生耦合電容陣無(wú)法精確計(jì)算的難題，而且計(jì)算方法實(shí)施起來(lái)十分簡(jiǎn)便，計(jì)算速度快、效率高，精確度高，可靠性好；
(2)稱合線的奇偶模相速穩(wěn)定,稱合器的方向性穩(wěn)定；
(3)耦合度穩(wěn)定,頻率響應(yīng)的可控性強(qiáng)；
(4 )通過(guò)調(diào)整耦合傳輸線的寬度增加了傳輸線的電感，改善了駐波比。


圖1為寄生稱合不意 圖2為寄生耦合電容陣結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法，它包括以下步驟
(1)調(diào)整耦合傳輸線的寬度，增加傳輸線的電感以改善駐波；
(2)調(diào)整無(wú)耦合傳輸線的電容，提高耦合器的方向性；
(3)調(diào)整耦合器的耦合度，它包括以下兩種方式
A :調(diào)整耦合器的介電常數(shù)和厚度；
B :改變耦合窗的寬度。忽略非相鄰耦合線的影響，如圖2所示為寄生耦合的電容陣，要解決寄生耦合所引起的問(wèn)題，首先必須要求解電容陣的大小，由于不均勻填充和20dB耦合器出現(xiàn)的耦合窗的情況，寄生耦合電容陣的計(jì)算通過(guò)有限元法FEM進(jìn)行。通過(guò)有限元法計(jì)算寄生耦合電容陣大小的方法包括以下步驟
511:通過(guò)邊界條件和FEM方法計(jì)算出耦合導(dǎo)體之間的儲(chǔ)能關(guān)系；
512:獲得傳輸線的電容陣大小。
步驟Sll包括以下子步驟
521:剖分將要分析問(wèn)題的定義域進(jìn)行分割，離散成有限個(gè)分割單元的集合，分割單元的形狀在原則上是任意的，二維問(wèn)題一般采用三角形單元或矩形單元，三維空間問(wèn)題一般采用四面體或多面體等，每個(gè)單元的頂點(diǎn)成為節(jié)點(diǎn)；
522:單元分析進(jìn)行分片插值，將分割單元中任意點(diǎn)的未知函數(shù)用該分割單元中形狀函數(shù)及離散網(wǎng)格點(diǎn)上的函數(shù)值展開(kāi)，建立一個(gè)線性插值函數(shù)；
523:求解近似變分方程把連續(xù)體離散成有限個(gè)分割單元，連續(xù)體的單元是指定形狀的單元體，每個(gè)單元的場(chǎng)函數(shù)是只包含有限個(gè)待定節(jié)點(diǎn)參量的簡(jiǎn)單場(chǎng)函數(shù)，根據(jù)能量方程或加權(quán)殘量方程建立有限個(gè)待定參量的代數(shù)方程組，求解此離散方程組，得到有限元法的數(shù)值解。進(jìn)一步地，指定形狀的單元體包括三角形、四邊形、四面體、五面體和六面體的單元體。優(yōu)選地，在解決雙變量平面問(wèn)題時(shí)，將連續(xù)體劃分為三角形單元體。
權(quán)利要求
1.表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法，其特征在于它包括以下步驟 (1)調(diào)整耦合傳輸線的寬度，增加傳輸線的電感以改善駐波； (2)調(diào)整無(wú)耦合傳輸線的電容，提高耦合器的方向性； (3)調(diào)整耦合器的耦合度，它包括以下兩種方式 A :調(diào)整耦合器的介電常數(shù)和厚度； B :改變耦合窗的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法，其特征在于它還包括一個(gè)計(jì)算寄生耦合電容陣大小的步驟，寄生耦合電容陣大小的計(jì)算采用有限元法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法，其特征在于所述的通過(guò)有限元法計(jì)算寄生耦合電容陣大小的方法包括以下步驟 511:通過(guò)邊界條件和FEM方法計(jì)算出耦合導(dǎo)體之間的儲(chǔ)能關(guān)系； 512:獲得傳輸線的電容陣大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法，其特征在于所述的步驟Sll包括以下子步驟 521:剖分將要分析問(wèn)題的定義域進(jìn)行分割，離散成有限個(gè)分割單元的集合； 522:單元分析進(jìn)行分片插值，將分割單元中任意點(diǎn)的未知函數(shù)用該分割單元中形狀函數(shù)及離散網(wǎng)格點(diǎn)上的函數(shù)值展開(kāi)，建立一個(gè)線性插值函數(shù)； 523:求解近似變分方程把連續(xù)體離散成有限個(gè)分割單元，連續(xù)體的單元是指定形狀的單元體，每個(gè)單元的場(chǎng)函數(shù)是只包含有限個(gè)待定節(jié)點(diǎn)參量的簡(jiǎn)單場(chǎng)函數(shù)，根據(jù)能量方程或加權(quán)殘量方程建立有限個(gè)待定參量的代數(shù)方程組，求解此離散方程組，得到有限元法的數(shù)值解。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種表面貼裝微波器件寄生耦合修正方法，它包括以下步驟(1)調(diào)整耦合傳輸線的寬度，增加傳輸線的電感以改善駐波；(2)調(diào)整無(wú)耦合傳輸線的電容，提高耦合器的方向性；(3)調(diào)整耦合器的耦合度，它包括調(diào)整耦合器的介電常數(shù)和厚度、改變耦合窗的寬度兩種方式。本發(fā)明通過(guò)有限元法計(jì)算寄生耦合電容陣大小，解決了傳統(tǒng)寄生耦合電容陣無(wú)法精確計(jì)算的難題，而且計(jì)算方法實(shí)施起來(lái)十分簡(jiǎn)便，計(jì)算速度快、效率高，精確度高，可靠性好；耦合線的奇偶模相速穩(wěn)定，耦合器的方向性穩(wěn)定；耦合度穩(wěn)定，頻率響應(yīng)的可控性強(qiáng)；通過(guò)調(diào)整耦合傳輸線的寬度增加了傳輸線的電感，改善了駐波比。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103065010SQ20121058271
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者張波, 陳昌伍 申請(qǐng)人:成都泰格微電子研究所有限責(zé)任公司