射频无源表面贴装元件的校准与测量技术的研究

摘要

当代电子技术日新月异,随着电子技术的发展,无源表面贴装元件得到了越来越广泛的应用,尤其在高频电路的设计中,表面贴装元件已经成为了必不可少的电路元件。因此,研究设计高频环境下表面贴装元器件的测量方法,并得到准确的元器件高频特性参数,对表面贴装元件在高频电路中的设计和应用非常重要。然而,现阶段对于无源表面贴装元器件的测量方法还非常有限,在射频频段的测量技术更为缺乏。通过对相关理论技术的深入研究,本文提出了一种在45MHz~12GHz频率范围内的贴片元件测试方法,并且通过实际测量结果验证了测量系统的可靠性。
　　本文的主要工作及贡献有
　　一、研究了测量无源贴片元件的主要方法,通过对比分析,选择了微波网络分析的方法,利用矢量网络分析仪和本文设计的测量夹具直接测量贴片元件的 S参数;
　　二、对矢量网络分析仪的误差模型以及校准方法进行了研究和分析,确定了采用TRM以及TRL相结合的校准方法,扩展了测量的频率范围;
　　三、拟定了测量夹具的设计要求,并利用相关软件设计了测量夹具和校准电路,在实际操作中总结了经验并对测量夹具做了很多优化和改进,最终制作出了符合测量要求且适用范围较广的测量夹具;
　　四、分析了电容、电阻、电感元件的高频等效电路模型,建立了实验测量数据的处理程序;
　　五、对实际贴片元件进行了测量,对得到的结果进行了数据处理,得到了元件的特性参数。
　　通过理论分析以及实际测量结果的验证,表明了本文对微波测量理论的分析是正确的;本文提出的TRM和TRL相结合来扩展测量频带范围的校准方法是可行的;本文设计的可调夹具能够达到良好的实际效果、且操作方便、适用范围较广,得到的测量结果是准确的;本文设计的测量系统是可行而且可靠的。

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第一章 绪 论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外研究进展

1.3 本论文的主要工作内容

第二章 微波测量基本原理

2.1 微波网络分析

2.2 矢量网络分析仪的误差来源和校准方法

2.3 本章小结

第三章 测量夹具设计和制作

3.1 研究方案和测量系统

3.2 测量夹具设计

3.3 校准件和测试电路设计

3.4 本章小结

第四章 测量数据处理

4.1 求解10项误差模型

4.2 等效阻抗值的计算

4.3 电容的高频等效模型

4.4 电阻高频等效模型

4.5 电感的高频等效模型

4.6 本章小结

第五章 测试及结果分析

5.1 仪器设备介绍

5.2 测量操作步骤

5.3 测试结果分析

5.4 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果