一种电路传输特性辨识系统、方法及计算机装置

技术领域

本发明涉及电路传输特性辨识领域，具体涉及一种电路传输特性辨识系统、方法及计算机装置。

背景技术

随着电路的集成度和频率不断提升，电路在尺寸缩小的同时涵盖了大量传输线路。这种发展使得加工完成的电路的传输特性相对于仿真存在显著差异，尤其在当前电路设计中，传输线路的复杂性日益增加。因此，对这类电路的传输特性进行准确辨识变得至关重要。

然而，目前一些传输特性辨识方法主要依赖于与电路端口的结合，例如时域反射(TDR)和矢网测量等方法，或者对于没有明确定义端口的情况，通过焊接端口的方式进行测量。这些方法存在一定局限性，尤其是在涉及没有明确端口的情况下，焊接可能破坏电路结构，限制了传输特性的准确辨识。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种电路传输特性辨识系统、方法及计算机装置，无需借助电路端口且不会破坏电路结构，实现了对电路传输特性的高效准确辨识。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，第一方面，本发明提供一种电路传输特性辨识系统，所述系统包括矢量网络分析仪、近场注入探头、检测探头以及探头固定与移动装置，探头固定与移动装置用于固定近场注入探头与检测探头，以及控制近场注入探头与检测探头移动的位置，近场注入探头用于近场注入信号，检测探头用于检测信号，矢量网络分析仪的第一端口产生激励信号，并将激励信号通过近场注入探头耦合到被测电路中，同时矢量网络分析仪的第二端口连接检测探头，通过矢量网络分析仪两个端口得到的信号计算信号在电路中传输的特性；

通过矢量网络分析仪两个端口得到的信号计算信号在电路中传输的特性具体包括：将矢量网络分析仪产生的信号标记为X(ω)，近场注入探头自身的传输特性标记为H

进一步的是，通过矢量网络分析仪两个端口得到的信号计算信号在电路中传输的特性具体还包括：

若近场注入探头和检测探头结构相同，则H

则通过建模或者测试获得H(ω)、H

进一步的是，所述探头固定与移动装置包括近场注入探头X方向移动滑台(1)、近场注入探头Z方向移动滑台(2)以及近场注入探头Y方向移动滑台(5)，近场注入探头X方向移动滑台(1)、近场注入探头Z方向移动滑台(2)以及近场注入探头Y方向移动滑台(5)安装在装置的固定平台(7)上，近场注入探头X方向移动滑台(1)控制近场注入探头(6)在X方向移动，近场注入探头Z方向移动滑台(2)控制近场注入探头(6)在Z方向移动，近场注入探头Y方向移动滑台(5)控制近场注入探头(6)在Y方向移动。

进一步的是，所述探头固定与移动装置还包括检测探头X方向移动滑台(3)、检测探头Y方向移动滑台(9)以及检测探头Z方向移动滑台(15)，检测探头X方向移动滑台(3)、检测探头Y方向移动滑台(9)以及检测探头Z方向移动滑台(15)安装在装置的固定平台(7)上，检测探头X方向移动滑台(3)控制检测探头(8)在X方向移动，检测探头Y方向移动滑台(9)控制检测探头(8)在Y方向移动，检测探头Z方向移动滑台(15)控制检测探头(8)在Z方向移动。

进一步的是，所述探头固定与移动装置还包括光学旋转转盘(11)，光学旋转转盘(11)设置在装置的固定平台(7)上，被测电路(10)放置在光学旋转转盘(11)上，光学旋转转盘(11)用于在任意方向固定被测电路(10)。

进一步的是，所述探头固定与移动装置还包括近场探头固定夹具(14)、线缆固定夹具(12)、固定射频线缆(4)和拓展杆(13)，近场探头固定夹具(14)固定近场注入探头(6)，线缆固定夹具(12)固定射频线缆(4)和拓展杆(13)。

第二方面，本发明提供一种电路传输特性辨识方法，应用于上述所述的电路传输特性辨识系统，所述方法包括：

将矢量网络分析仪产生的信号标记为X(ω)，近场注入探头自身的传输特性标记为H

进一步的是，若近场注入探头和检测探头结构相同，则H

则通过建模或者测试获得H(ω)、H

第三方面，本发明提供一种计算机装置，包括存储器，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令运行时，执行如权利要求7或8所述的电路传输特性辨识方法。

本发明的有益效果为：

本发明提供的电路传输特性辨识系统，无需借助电路端口且不会破坏电路结构，实现了对电路传输特性的高效准确辨识。

本发明中的近场注入与检测探头固定装置可以保证两个探头在空间位置的可固定性。

本发明所提出的近场注入和检测探头结构具有更好的注入效率和更平稳的频带响应特性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电路传输特性辨识系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的探头固定与移动装置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的近场注入探头与检测探头结构示意图；

图4是本发明实施例提供的实测近场注入探头与检测探头响应曲线示意图；

图5是本发明实施例提供的探头固定与移动装置尺寸示意图；

图6是本发明实施例提供的探头固定部分结构与尺寸示意图；

图7是本发明实施例提供的探头移动部分结构与尺寸示意图；

图8是本发明实施例提供的光学旋转转盘结构与尺寸示意图；

图9是本发明实施例提供的实测电路传输损耗曲线示意图；

附图中，1为近场注入探头X方向移动滑台，2为近场注入探头Z方向移动滑台，3为检测探头X方向移动滑台，4为外接射频线缆，5为近场注入探头Y方向移动滑台，6为近场注入探头，7为装置固定平台，8为检测探头，9为检测探头Y方向移动滑台，10为被测电路，11为光学旋转转盘，12为线缆固定夹具，13为固定拓展杆，14为近场探头固定夹具，15为检测探头Z方向移动滑台，100为矢量网络分析仪，101为外导体，102为中间介质，103为内导体，201为射频线缆和固定拓展杆固定夹具，202为探头固定夹具，203为移动滑台，301为X方向移动滑台，302为Z方向移动滑台，303为Y方向移动滑台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明提供一种电路传输特性辨识系统，包括矢量网络分析仪100、近场注入探头与检测探头、探头固定与移动装置。其中，矢量网络分析仪的第一端口产生激励信号，并通过射频线缆将信号通过近场注入探头耦合到电路中，同时矢量网络分析仪的第二端口连接检测探头的输出线缆，通过矢量网络分析仪100两个端口得到的信号功率关系，可以计算得到信号在电路中传输的特性；近场注入与检测探头分别用于近场注入信号和检测信号；探头固定与移动装置用于固定近场注入探头与检测探头，以及控制近场注入探头与检测探头移动的位置。探头固定与移动装置的结构尺寸如图5所示，单位为mm。

其中，近场注入探头与检测探头的结构尺寸如图3所示，包括外导体101，中间介质102，内导体103，外导体101直径3.58mm，长度为20mm；中间介质层102直径2.99mm，长度20mm；内导体103直径0.92mm,长度23mm，并且在末端加入长度8mm的内导体，形成T型结构，通过这样的设计，构成的近场注入和检测探头具有良好的信号注入与检测响应特性。图4展示了将近场注入与检测探头放置于标准微带线正上方1mm高度下得到的响应曲线，不难发现，所设计的近场注入和检测探头能够在10GHz频段内正常工作。

如图2所示，探头固定与移动装置包括近场注入探头X方向移动滑台(1)、近场注入探头Z方向移动滑台(2)以及近场注入探头Y方向移动滑台(5)，近场注入探头X方向移动滑台(1)、近场注入探头Z方向移动滑台(2)以及近场注入探头Y方向移动滑台(5)安装在装置的固定平台(7)上，近场注入探头X方向移动滑台(1)控制近场注入探头(6)在X方向移动，近场注入探头Z方向移动滑台(2)控制近场注入探头(6)在Z方向移动，近场注入探头Y方向移动滑台(5)控制近场注入探头(6)在Y方向移动。

如图2所示，探头固定与移动装置还包括检测探头X方向移动滑台(3)、检测探头Y方向移动滑台(9)以及检测探头Z方向移动滑台(15)，检测探头X方向移动滑台(3)、检测探头Y方向移动滑台(9)以及检测探头Z方向移动滑台(15)安装在装置的固定平台(7)上，检测探头X方向移动滑台(3)控制检测探头(8)在X方向移动，检测探头Y方向移动滑台(9)控制检测探头(8)在Y方向移动，检测探头Z方向移动滑台(15)控制检测探头(8)在Z方向移动。

如图2所示，探头固定与移动装置还包括光学旋转转盘(11)，光学旋转转盘(11)设置在装置的固定平台(7)上，被测电路(10)放置在光学旋转转盘(11)上，光学旋转转盘(11)用于在任意方向固定被测电路(10)。

如图2所示，探头固定与移动装置还包括近场探头固定夹具(14)、线缆固定夹具(12)、固定射频线缆(4)和拓展杆(13)，近场探头固定夹具(14)固定近场注入探头(6)，线缆固定夹具(12)固定射频线缆(4)和拓展杆(13)。

下面从各个部分对探头固定与移动装置的结构进行进一步详细陈述。

如图6所示，为探头固定部分。为了保证探头固定的稳定性，使用了两个方块固定夹具进行探头固定，即射频线缆和固定拓展杆固定夹具201，探头固定夹具202，固定于移动滑块203前的射频线缆和固定拓展杆固定夹具201用于固定射频线缆和拓展杆，另一个探头固定夹具202用于固定近场注入探头6。图6中结构涉及的尺寸单位为mm。

如图7所示，为探头移动部分。为了保证探头空间位置的准确控制，使用了X方向移动滑台301，Y方向移动滑台303和Z方向移动滑台302进行三个方向的控制。同时，在每一个移动滑台上，通过游标标尺来准确标记位置，由此可以确定近场注入探头和检测探头的空间位置。图7中结构涉及的尺寸单位为mm。

如图8所示，为光学旋转转盘。除了控制近场注入探头和检测探头之外，为了对测试的电路进行方向的控制，使用了光学旋转转盘，可以将被测试的电路在任意方向固定。图8中结构涉及的尺寸单位为mm。

本发明的探头固定与移动装置具有如下特点：

a、光学旋转转盘可带动被测试的电路实现水平旋转固定；

b、近场注入和检测探头可以在整个区域内实现精准位置固定；

c、配套的近场注入探头和检测探头能够在10GHz范围内有极佳的响应特性。

在本发明的一种实施例中，计算得到信号在电路中传输的特性具体包括：

将矢量网络分析仪产生的信号标记为X(ω)，近场注入探头自身的传输特性标记为H

其中，由于本实施例近场注入探头和检测探头使用的是相同的结构，因此H

因此，通过建模或者测试获得H(ω)、H

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。