CN103049616A - 表面贴装微波器件仿真设计方法 - Google Patents

表面贴装微波器件仿真设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种表面贴装微波器件仿真设计方法，包括：根据微波器件的带宽确定微波器件中耦合线的耦合度，通过电路模型评估微波器件在所需通带内的频率响应；选定材料后，对层压后器件的物理特性进行评估，确定工艺参数，确保电磁场有限元法仿真的有效性；通过电磁场有限元法算法建立二维模型，精确提取所需的耦合度；通过三维电磁场分析对电桥进行电磁场仿真；建立电桥在微波功率作用下的电场分布模型，多路信号共同作用下的电场分布，找到最大电场，分析大功率作用下最可能发生击穿的位置；建立电桥在微波功率作用下的散热模型。本发明很大程度上降低了设计难度，减少了设计工作量，降低了设计成本，有助于提高微波器件设计的准确度和可靠性。

Description

表面贴装微波器件仿真设计方法
技术领域
本发明涉及一种表面贴装微波器件仿真设计方法。
背景技术
随着微波技术的发展，微带电路和系统的设计逐步变成传输线、单片微波集成电路和微波无源电路的设计和应用。但是在目前的许多设计中，微波器件均无法直接贴装在印制电路板的表面，工程师不得不在微带线上直接设计无源电路或将电路设计成很多模块，然后采用同轴连接的方式，但是这些方式导致设备体积庞大，调试任务烦杂，不利于产品的批量生产，而且不能发挥单片微波集成电路的长处。
在可贴装于PCB板表面的微波器件的设计过程中，涉及到的物理特性、电性能等各方面的参数众多，要想设计一个合格的、性能良好的表面贴装微波器件，仿真设计是必不可少的，如果不采用仿真设计的方法，表面贴装微波器件的设计过程将存在以下问题：设计难度大，设计周期长，设计成本高，而且难以获得品质性能优秀的微波产品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可降低设计难度、大幅度提高微波器件设计准确度，减少工程师设计工作量，降低设计成本，提高表面贴装微波器件设计效率和生产进度的表面贴装微波器件仿真设计方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：表面贴装微波器件仿真设计方法，它包括以下步骤：
（1）根据微波器件的带宽确定微波器件中耦合线的耦合度，通过电路模型评估微波器件在所需通带内的频率响应；
（2）选定材料后，对层压后器件的物理特性进行评估，确定工艺参数，确保电磁场有限元法仿真的有效性；
（3）通过电磁场有限元法算法建立二维模型，利用不均匀填充介质条件下耦合度的精确算法提取所需的耦合度；
（4）通过三维电磁场分析对电桥进行电磁场仿真；
（5）建立电桥在微波功率作用下的电场分布模型，求解多路信号共同作用下的电场分布，找到最大电场，分析大功率作用下最可能发生击穿的位置；
（6）建立电桥在微波功率作用下的散热模型，为微波器件功率设计、工艺设计和可靠性设计提供依据。
步骤S2所述的层压后器件的物理特性包括基材和邦定胶在高温高压下的Z轴变形参数。 
本发明的有益效果是：较传统模拟试验的设计方法而言，一方面，仿真设计方法很大程度上降低了表面贴装微波器件的设计难度，减少了工程师设计工作量，降低了设计成本，有助于提高表面贴装微波器件设计效率和生产进度；第二方面，在设计过程出现错误时，修改十分方便，也不会另外增加设计成本；第三方面，仿真设计方法大幅度提高了微波器件设计的准确度和可靠性。 
附图说明
图1为表面贴装微波器件仿真设计方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，表面贴装微波器件仿真设计方法，它包括以下步骤：
（1）根据微波器件的带宽确定微波器件中耦合线的耦合度，通过电路模型评估微波器件在所需通带内的频率响应；
（2）选定材料后，对层压后器件的物理特性进行评估，尤其是基材和邦定胶在高温高压下的Z轴变形参数，确定工艺参数，确保电磁场有限元法仿真的有效性；
（3）通过电磁场有限元法算法建立二维模型，利用不均匀填充介质条件下耦合度的精确算法提取所需的耦合度；
（4）通过三维电磁场分析对电桥进行电磁场仿真；
（5）建立电桥在微波功率作用下的电场分布模型，求解多路信号共同作用下的电场分布，找到最大电场，分析大功率作用下最可能发生击穿的位置；
（6）建立电桥在微波功率作用下的散热模型，为微波器件功率设计、工艺设计和可靠性设计提供依据。

Claims (2)

1.表面贴装微波器件仿真设计方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）根据微波器件的带宽确定微波器件中耦合线的耦合度，通过电路模型评估微波器件在所需通带内的频率响应；
（2）选定材料后，对层压后器件的物理特性进行评估，确定工艺参数，确保电磁场有限元法仿真的有效性；
（3）通过电磁场有限元法算法建立二维模型，利用不均匀填充介质条件下耦合度的精确算法提取所需的耦合度；
（4）通过三维电磁场分析对电桥进行电磁场仿真；
（5）建立电桥在微波功率作用下的电场分布模型，求解多路信号共同作用下的电场分布，找到最大电场，分析大功率作用下最可能发生击穿的位置；
（6）建立电桥在微波功率作用下的散热模型，为微波器件功率设计、工艺设计和可靠性设计提供依据。
2.根据权利要求1所述的表面贴装微波器件仿真设计方法，其特征在于：步骤S2所述的层压后器件的物理特性包括基材和邦定胶在高温高压下的Z轴变形参数。
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