CN105068031B - 一种微波探针校准用标准样片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波探针校准用标准样片，包括具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块，本发明由于采用了“平衡电桥”结构，消掉了测量不确定度较大的电阻率σ，因此设计结果与实测结果可以较好符合，而且，这种“平衡电桥”结构，也有助于消除由于工艺缩放造成的L、W公差引起的驻波比误差，大大提高了标准样片的标准值的准确性，从而有效解决了现有技术中的标准样片的标准值不准确问题。

Description

一种微波探针校准用标准样片

技术领域

本发明涉及微波探测技术领域，尤其涉及一种微波探针校准用标准样片。

背景技术

现有的固态微波器件标准样片有两种类型，一种是商用校准片，典型如美国Cascade公司，以及美国GGB公司的校准片，例如101-190型等，主要用于微波在片测试系统的日常校准，这种标准样片采用廉价的陶瓷(Al2O3)材料制作，日常使用量大，价格低廉。另一种是计量级标准样片，典型如美国国家标准技术研究院NIST的RM8130，主要用于计量机构的量值传递及比对定标，这种标准样片采用GaAs材料制作，日常使用量少，但精度很高，价格昂贵。

但是目前无论是商用级，还是计量级标准样片的模块均不够全面，未能实现基于几何量的溯源，进而导致校准和检定结果不准确。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种微波探针校准用标准样片，用以解决现有技术中的标准样片的标准值不准确的问题。

本发明主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种微波探针校准用标准样片，该微波探针校准用标准样片包括：

包括具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块；

所述具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块包括共面波导型平衡电桥模块或者微带电路型平衡电桥模块；

所述共面波导型平衡电桥模块内设置中间岛，所述中间岛分别通过薄膜电阻与信号线及地线连接，且通过所述中间岛与信号线外边界布线长度的不同来定制相位；

所述微带电路型平衡电桥模块内设置中间岛，所述中间岛分别通过薄膜电阻与信号线连接，且所述中间岛通过薄膜电阻以及背孔与背面金属地相连，通过所述中间岛与信号线外边界布线长度的不同来定制相位。

优选地，所述微波探针校准用标准样片还包括：无支撑空气桥模块；

所述无支撑空气桥模块包括共面波导型无支撑空气桥模块或者微带电路型无支撑空气桥模块；

所述无支撑空气桥模块为在金属信号线上分别设有金属柱，并在所述金属柱上设有连接两个所述金属柱的金属桥；

所述无支撑空气桥模块通过所述金属柱进行垫高，并在所述金属柱上搭接信号线，形成桥型连接，桥下为空气。

优选地，所述无支撑空气桥模块为多级，通过中间岛在信号线之间搭接，级联多个金属桥，所述无支撑空气桥模块通过金属柱或中间岛与信号线外边界布线长度的不同来定制相位。

优选地，所述微波探针校准用标准样片还包括：用于确定探针滑行位置的定位模块；

所述定位模块包括共面波导型定位模块或者微带电路型定位模块；

所述定位模块设置在所述共面波导或微带电路的信号线的单侧或双侧。

优选地，所述微波探针校准用标准样片还包括：基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块；

所述基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块包括共面波导型或者微带电路型；

所述基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块由两个或多个信号线近距离平行布置，在信号线之间产生电磁波耦合，通过定制信号线距离的几何结构获得相应的衰减和驻波比值；

所述基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块中耦合的信号线在探针一侧共轴，将发生耦合关系的信号线在进入耦合段前先法向平移预定的距离，并使地波导相应地改变形状以使其与信号波导之间距离不变。

优选地，所述微波探针校准用标准样片还包括：基于阻抗失配结构的标准衰减和驻波比模块；

所述基于阻抗失配结构的标准衰减和驻波比模块包括共面波导型或者微带电路型；

所述基于阻抗失配结构的标准衰减和驻波比模块采用台阶状不等宽度信号线使阻抗失配。

本发明由于采用了“平衡电桥”结构，消掉了测量不确定度较大的电阻率σ，因此设计结果与实测结果可以较好符合，而且，这种“平衡电桥”结构，也有助于消除由于工艺缩放造成的L、W公差引起的驻波比误差，大大提高了标准样片的标准值的准确性，从而有效解决了现有技术中的标准样片的标准值不准确问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为现有技术中非平衡电桥结构示意图；

图2为本发明实施例的共面波导型平衡电桥结构示意图；

图3为本发明实施例的微带电路型平衡电桥结构示意图；

图4为本发明实施例的平衡电桥结构的等效电路示意图；

图5为本发明实施例的共面波导型单级空气桥“无支撑空气桥”结构示意图；

图6为本发明实施例的共面波导型多级(2级)空气桥“无支撑空气桥”结构示意图；

图7为本发明实施例的空气桥内部结构示意图；

图8为本发明实施例的微带电路型无支撑空气桥结构示意图；

图9为本发明实施例的微带电路型2级级联无支撑空气桥结构示意图；

图10为本发明实施例的共面波导定位标记示意图；

图11为本发明实施例的共面波导基于耦合结构的衰减和驻波比设计示意图；

图12为本发明实施例的共面波导基于“阻抗失配”结构的衰减和驻波比设计示意图；

图13为本发明实施例的共面波导基于“平衡电桥”驻波比模块示意图；

图14为本发明实施例的平衡电桥驻波比测试结果示意图；

图15为本发明实施例的共面波导基于“平衡电桥”衰减模块示意图；

图16为本发明实施例的平衡电桥衰减模块测试结果示意图；

图17为本发明实施例的30微米桥长的共面波导型单级无支撑空气桥结构示意图；

图18为本发明实施例的50微米桥长的共面波导型单级无支撑空气桥结构示意图；

图19为本发明实施例的30微米桥长的共面波导型两级无支撑空气桥结构示意图；

图20为本发明实施例的30微米桥长的共面波导型三级无支撑空气桥结构示意图；

图21为本发明实施例的30微米桥长的共面波导型四级无支撑空气桥结构示意图；

图22为本发明实施例的30微米桥长共面波导型单级无支撑空气桥测量与仿真结果比较示意图；

图23为本发明实施例的基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块示意图；

图24为本发明实施例的衰减量模值(|S₂₁|)仿真结果与测试结果示意图；

图25为本发明实施例的传输相位(φ₂₁)仿真结果与测试结果示意图；

图26为本发明实施例的基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块示意图；

图27为本发明实施例的基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块示意图。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种微波探针校准用标准样片，用以解决现有技术中标准样片的模块不全，不适用于我国的计量校准以及检定的问题，为了更好的理解本发明，下面仅以几个具体的例子对本发明进行详细的说明。

本发明实施例提供了一种微波探针校准用标准样片，该微波探针校准用标准样片包括：具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块。

所述具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块包括共面波导型平衡电桥模块(具体参见图2)或者微带电路型平衡电桥模块(具体参见图3)；

标准样片需要有宽带驻波比模块，也即在相当的宽带内，例如100MHz～40GHz频段内保持驻波比的基本不变，以用于校准或检定探针性能。这种驻波比模块的驻波比值是经过定标的，例如从1.1到5.0，中间有几个典型值，例如1.5、2.0。传统驻波比模块采用“非平衡电桥”设计，如图1所示，“非平衡电桥”结构的特点是在信号与地之间直接采用一个不匹配电阻连接。衰减是靠电阻薄膜的阻抗不连续实现的。例如，信号线阻抗是50欧姆，而薄膜的长为L，宽为w，薄膜电阻率为σ，则薄膜电阻为：

则反射系数Γ和驻波比VSWR为：

由于半导体工艺的波动，设计参数L和W，即使光刻误差可以忽略，工艺实现也会有伸缩，而且，由于电阻率σ测试难度较大，测量结果不准确，这些因素都会导致设计驻波比与驻波比真实值之间存在差异，造成标准样片标准值不准确，进而导致校准和检定的不确定度增大。

本发明通过基于“平衡电桥”结构的宽带标准驻波比模块。这种实现方法的特点是在两个信号线之间用一个中间岛过渡，中间岛分别用电阻连接两个信号线和地，从而提高设计与工艺实现的一致性，也即设计结果与工艺实现的符合性基本不受W、L工艺尺寸伸缩和电导率的影响。本发明提出的“平衡电桥”是有共面波导和微带电路两种设计实现，如下图2和3所示。

共面波导结构在信号线两侧有共面的地线，而微带线在信号线两侧没有地线，在介质的背面镀金属层接地，薄膜电阻通过背孔与背面金属地相连。

图4为本发明实施例的平衡电桥结构的等效电路示意图，如图4所示，平衡电桥结构的等效电路模型：

水平方向薄膜电阻为：

垂直方向薄膜电阻为：

水平与垂直方向薄膜电阻比值为：

理论分析表明，一般近似条件下，驻波比VSWR与水平、垂直薄膜电阻比值r相关。由上式可见，由于采用了“平衡电桥”结构，在表达式中消掉了测量不确定度较大的电阻率σ，因此设计结果与实测结果可以较好符合。而且，这种“平衡电桥”结构，也有助于消除由于工艺缩放造成的L、W公差引起的驻波比误差。

本发明的“平衡电桥”还采用了“可变相位”的“平衡电桥”设计方法。这种设计的方法是通过改变水平方向薄膜电阻前的信号线长度Ld来改变S11的相位。其原理如下：

假设信号线是匹配传输线，则电磁波从微波探针激励到薄膜电阻，再反射回微波探针，S11的相位为：Φ＝2β·(Ld-Δ)

其中，β是传播常数，Ld是信号线边缘到薄膜电阻的距离，Δ是探针针尖到信号线边缘的距离。由上式可见，由于传播常数是与材料衬底特性及几何结构相关，改变信号线长度时传播常数不变，因此可以通过改变信号线长度Ld来改变相位。

本发明实施例还采用与驻波比类似的“平衡电桥”设计宽带标准衰减模块，包括共面波导和微带电路两种形式。这种衰减模块的衰减值是经过定标的，例如从0dB(直通)到-40dB，中间有几个典型值，例如-3dB、-10dB、-20dB、-30dB、-40dB等。

本发明实施例所述的微波探针校准用标准样片采用共面波导和微带线结构的“无支撑空气桥”，可以用于共面波导和微带线结构的微波阻抗国防及国家最高标准。

在同轴和波导的微波网络中，通常采用无支撑空气线作为S参数最高标准。例如我国的《GJB 3608-1999自动网络分析仪检定规程》规定，矢网的校准/检定采用如下检验件：

(a)标准失配件：驻波比1.1、1.5、2.0，最大允许误差：2.2％；

(b)标准衰减件：衰减量20dB、50dB。扩展不确定度0.05dB(20dB)、0.10dB(50dB)；

(c)标准无支撑空气线：电长度74.8898mm，最大允许误差：0.5°。

标准无支撑空气线同时也作为微波阻抗国防和国家计量最高标准。

根据电磁学原理，空气介质无支撑同轴传输线特性阻抗为：

其中，ε是介电常数、μ是磁导率，对空气而言都有标准数值。因此通过精确测量外导体内径D和内导体外径d以精确计算出该传输线的特性阻抗。考虑到接口过渡效应及调节及支撑用小圆环的干扰，以及寄生电容，通过电磁仿真软件可以精确得到微波阻抗和S参数。

但对于共面波导，由于衬底的存在，则无法实现类似于同轴接口的“无支撑”理想环境。举例而言，校准片通常采用陶瓷(Al₂O₃)衬底，典型有四层结构，而对于实际器件生产中采用的GaAs、GaN、InP等衬底而言就更为复杂，层结构更多，均难以实现理想的类似同轴情况下的“无支撑”空气线。

本发明设计的“无支撑空气桥模块”的结构如图5所示：

由于半导体工艺的限制，“无支撑空气桥”长度L有限，难以满足计量标准对空气桥长度的要求。本发明的“无支撑空气桥”结构的一个创新点是可以级联多个空气桥，在多个空气桥之间用中间岛级联。如图6所示：

本发明实施例的“无支撑空气桥”结构的一个创新点采用在金属信号线之上生长“金属柱”，然后在“金属柱”上搭桥的方法实现。搭桥之后再用刻蚀的方法将金属线以外的介质材料腐蚀掉，空气桥下面没有介质，只有空气，以此来实现类似于同轴和波导微波阻抗标准“无支撑空气线”的“无支撑空气桥”效果。如图7-9所示：

本发明实施例的一组共面波导和微带线结构的变长度“无支撑空气桥”，可以用于共面波导和微带线结构的微波阻抗国防及国家最高标准。本创新点的一个实施例是：空气桥长度L为20微米、30微米、40微米、50微米。

本发明实施例的无支撑空气桥及级联无支撑空气桥，由于下方是空气，没有介电衬底，因此完全可以通过几何量仿真得到该结构的微波阻抗和S参数，溯源通过几何量实现。这种结构类似于同轴结构的“无支撑空气线”，可作为微波阻抗和S参数标准。

下面将主要对本发明实施例所述的用于确定探针滑行位置的定位模块进行详细的说明：

本发明的在共面波导和微带线两侧放置了定位标记，用于确定探针滑行位置。从而有效解决了探针滑行位置不同导致的S参数测试结果的不同。有了定位标记之后，探针滑行的位置定位重复性更高。本发明的用于确定探针滑行位置的定位模块具体如图10所示。

需要说明的是，本发明实施例所述的微带结构的定位标记与共面波导类似，但没有两侧的地。

下面将对本发明的基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块进行说明：

本发明实施例的基于耦合结构的共面波导或微带线设计标准衰减和驻波比模块。所谓耦合结构是指两个信号线之间距离很近，例如几个微米到十几微米左右，信号线之间产生了电磁波耦合，由此设计出衰减和驻波比模块。由于这种设计整个过程中没有采用薄膜介质电容、薄膜电阻等难以定标和溯源的材料，因此完全可以通过几何量对这种设计进行溯源。

本发明实施例的“基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块”采用“共轴耦合结构”设计。所谓“共轴”是指两个信号线在探针一侧共轴，这主要是为了保证探针校准后可以进行原位测量，不用重新调整位置，优点是减小测量误差。“共轴耦合结构”的设计方法是让两个发生耦合关系的信号线在进入耦合段之前先法向平移一段距离，由于共面波导的阻抗与信号波导及地波导之间的距离相关，因此地波导也必须相应地改变形状以保证与信号波导之间距离不变，如图11所示：

理论分析及仿真结果表明，两个信号线之间的耦合量与耦合距离w、耦合长度L和材料衬底的传播常数相关。当采用低损耗介电材料衬底如GaAs时，则只与传播常数的虚部，也即有效介电常数ε′_r有关。耦合距离w、耦合长度L可直接通过显微镜等成像光学方式溯源，而有效介电常数ε′_r也可以通过TRL等算法准确测量得到，因此本发明设计的基于耦合结构的衰减和驻波比模块具有可几何量溯源的优点，适合于计量校准应用。

需要说明的是，本发明实施例所述基于耦合结构的衰减和驻波比设计的微带电路形式与共面波导形式基本相同，但没有两侧的地波导。

下面将主要对本发明所述基于“阻抗失配”结构的标准衰减和驻波比模块进行详细的说明：

本发明实施例采用基于“阻抗失配”结构的共面波导或微带线设计标准衰减和驻波比模块。所谓“阻抗失配”结构是指信号线的阻抗不连续，产生了电磁波的反射和衰减。本发明的采用基于“阻抗失配”结构的共面波导或微带线设计的一个实施例是采用台阶状不等宽度信号线来实现“阻抗失配”效果，如图12所示：

需要说明的是，本发明实施例所述微带电路实现与共面波导实现基本相同，但两侧没有“地”。

下面将结合图13至图27对本发明各个模块所实现的效果进行说明：

(1)具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块

本发明的标准驻波比模块的一个实施例是实现从1.1到5.0的不同驻波比，中间有几个典型值，例如1.5、2.0。其中一种实现方式是在GaAs衬底上实现，也可扩展到Si、GaN、InP、石墨烯等其他半导体和纳米器件和衬底上。本发明共面波导型平衡电桥模块实现如图13所示：

图14是本发明实施例的平衡电桥驻波比测试结果，根据图14所示，可知本发明提出的“平衡电桥”的效果相比于“非平衡电桥”，优点在于：

(a)宽带工作、大驻波比：

“平衡电桥结构”的实测结果表明，在1GHz～40GHz的频段范围内，实现了VSWR≈4的大驻波比设计。传统的机械结构驻波比标准件只能实现VSWR≤2的小驻波比复现。

(b)带内平坦：

“平衡电桥结构”的实测结果表明，在1GHz～40GHz的频段范围内，驻波比VSWR的波动范围只有约0.4。

(2)标准衰减模块。

本发明的标准衰减模块的一个实施例是实现从3dB到30dB的不同衰减值，中间有几个典型值，例如10dB、20dB。其中一种实现方式是在GaAs衬底上实现，也可扩展到Si、GaN、InP、石墨烯等其他半导体和纳米器件和衬底上。本发明设计的“平衡电桥”式标准衰减模块如图15所示：

图16为本发明的平衡电桥衰减模块测试结果，根据图16所示，可知本发明提出的“平衡电桥”的效果相比于“非平衡电桥”，优点在于：

(a)宽带工作，可变衰减量

“平衡电桥结构”的实测结果表明，在1GHz～40GHz的频段范围内，实现了衰减量至少8dB到30dB的衰减模块。

(b)带内平坦

“平衡电桥结构”的实测结果表明，在1GHz～40GHz的频段范围内，8dB衰减的波动范围只有不到0.3dB。

(3)无支撑空气桥模块

本发明的无支撑空气桥模块的一个实施例是实现30微米长和50微米长的空气桥。本发明的级联无支撑空气桥模块的一个实施例是实现2级、3级、4级级联的无支撑空气桥，每段空气桥长度都是30微米，也可以不等长，具体参见图17至图21。其中一种实现方式是在GaAs衬底上实现，也可扩展到Si、GaN、InP、石墨烯等其他半导体和纳米器件和衬底上。

采用“无支撑空气桥”设计的衰减模块测试结果如图22所示，对比可知，仿真结果与测量结果符合良好。在100MHz～18GHz范围内，仿真结果与测量结果之间差别在0.04dB以内，在18GHz～40GHz范围内，仿真结果与测量结果之间差别在0.3dB以内。高频段的误差是由于没有进行焊盘的去嵌入造成的，进一步去嵌入可更好提高一致性。

(4)基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块。

本发明的基于耦合结构的标准衰减模块的一个实施例是设计一组不同耦合长度L、不同耦合距离W的模块以实现不同频率的覆盖，原因在于这种设计，相比于基于薄膜电阻和薄膜电容的设计，带宽较窄。其中一种实现方式是在GaAs衬底上实现，也可扩展到Si、GaN、InP、石墨烯等其他半导体和纳米器件和衬底上。本发明设计的“基于耦合结构”的标准衰减和驻波比模块实现如图23所示。

该实施例的耦合段长度L为280微米，耦合宽度为11微米。仿真结果和实际测试结果如图24和图25所示，比较仿真结果与测量结果，可以发现，由于几何量可溯源，因此无论衰减量，还是传输相位，仿真结果与测试结果都很好符合。

(5)基于“阻抗失配”结构的标准衰减和驻波比模块。

本发明的基于“阻抗失配”结构的标准衰减和驻波比模块的一种实现方式是在GaAs衬底上实现，也可扩展到Si、GaN、InP、石墨烯等其他半导体和纳米器件和衬底上。本发明设计的基于“阻抗失配”的标准衰减和驻波比模块的版图实现如图26所示。

仿真与测试结果比较如图27所示，从图中可知，仿真结果与测量结果符合良好。在100MHz～40GHz范围内，仿真结果与测量结果之间差别在0.3dB以内。

本发明提出的基于“耦合结构”、基于“阻抗失配结构”、基于“无支撑空气桥”的标准衰减和驻波比模块，与本发明提出的基于“平衡电桥”的衰减和驻波比，各有优点和适用范围，共同组成本发明的标准衰减和驻波比模块。其各自的特点在于：

(a)基于“平衡电桥”的衰减与驻波比模块

宽带工作：由于带内平坦，因此适于宽带工作。

可变驻波比与衰减量：通过调整“平衡电桥结构”两个臂的阻值实现。

溯源问题：难以通过几何量完全溯源，虽然薄膜电阻率影响较小，但溯源仍有困难。适用于工作标准及面对探针台的量传服务，并作为量传用标准样片。

(b)基于“阻抗失配结构”的衰减和驻波比模块

窄带工作：由于在1GHz到40GHz的带内电参数变化很大，因此只适用于窄带工作。

驻波比与衰减量可调节：通过改变台阶宽度可以改变阻抗失配。

溯源优势：没有借助薄膜电阻和薄膜电容实现，因此可以通过几何量完全溯源，但还需要提供衬底和共面波导结构的有效介电常数，适用于工作标准及面对探针台的量传服务，并作为量传用标准样片。

(c)基于“耦合结构”的衰减和驻波比模块

窄带工作：由于在1GHz到40GHz的带内电参数变化很大，因此只适用于窄带工作。

驻波比与衰减量调节困难：虽然通过调整“耦合结构”参数，例如耦合长度L和耦合距离W可以实现衰减和驻波比的调节范围有限，一个模块无法实现衰减和驻波比全量程覆盖。

溯源优势：没有借助薄膜电阻和薄膜电容实现，因此可以通过几何量完全溯源，但还需要提供衬底和共面波导结构的有效介电常数，适用于共面波导和微带电路国防最高计量标准，并作为相应参数的标准样片。

(d)基于“无支撑空气桥”的衰减和驻波比模块

窄带工作：由于在1GHz到40GHz的带内电参数变化很大，因此只适用于窄带工作。

由于空气桥长度有限，因此相位、驻波比与衰减量调节困难。

溯源优势：没有借助薄膜电阻和薄膜电容实现，且“无支撑空气桥”下部是空气，不用提供衬底和共面波导结构的有效介电常数，因此可以通过几何量完全溯源，适用于共面波导和微带电路国防最高计量标准，并作为相应参数的标准样片。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种微波探针校准用标准样片，其特征在于，包括具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块；

所述具有定制衰减或驻波值的平衡电桥式模块包括共面波导型平衡电桥模块或者微带电路型平衡电桥模块；

所述共面波导型平衡电桥模块内设置中间岛，所述中间岛分别通过薄膜电阻与信号线及地线连接，且通过所述中间岛与信号线外边界布线长度的不同来定制相位；

所述微带电路型平衡电桥模块内设置中间岛，所述中间岛分别通过薄膜电阻与信号线连接，且所述中间岛通过薄膜电阻以及背孔与背面金属地相连，通过所述中间岛与信号线外边界布线长度的不同来定制相位；

其中，所述中间岛水平方向，分别通过两个电阻臂与微波输入输出信号线连接，垂直方向，分别通过另外两个电阻臂与共面波导地或微带地连接。

2.根据权利要求1所述的微波探针校准用标准样片，其特征在于，还包括：无支撑空气桥模块；

所述无支撑空气桥模块包括共面波导型无支撑空气桥模块或者微带电路型无支撑空气桥模块；

所述无支撑空气桥模块为在金属信号线上分别设有金属柱，并在所述金属柱上设有连接两个所述金属柱的金属桥；

所述无支撑空气桥模块通过所述金属柱进行垫高，并在所述金属柱上搭接信号线，形成桥型连接，桥下为空气。

3.根据权利要求2所述的微波探针校准用标准样片，其特征在于，

所述无支撑空气桥模块为多级，通过中间岛在信号线之间搭接，级联多个金属桥，所述无支撑空气桥模块通过金属柱或中间岛与信号线外边界布线长度的不同来定制相位。

4.根据权利要求1所述的微波探针校准用标准样片，其特征在于，还包括：用于确定探针滑行位置的定位模块；

所述定位模块包括共面波导型定位模块或者微带电路型定位模块；

所述定位模块设置在所述共面波导或微带电路的信号线的单侧或双侧。

5.根据权利要求1所述的微波探针校准用标准样片，其特征在于，还包括：基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块；

所述基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块包括共面波导型或者微带电路型；

所述基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块由两个或多个信号线近距离平行布置，在信号线之间产生电磁波耦合，通过定制信号线距离的几何结构获得相应的衰减和驻波比值；

所述基于耦合结构的标准衰减和驻波比模块中耦合的信号线在探针一侧共轴，将发生耦合关系的信号线在进入耦合段前先法向平移预定的距离。

6.根据权利要求1所述的微波探针校准用标准样片，其特征在于，还包括：基于阻抗失配结构的标准衰减和驻波比模块；

所述基于阻抗失配结构的标准衰减和驻波比模块包括共面波导型或者微带电路型；

所述基于阻抗失配结构的标准衰减和驻波比模块采用台阶状不等宽度信号线使阻抗失配。