CN111781479A - 一种在片校准件模型建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于半导体微波特性测量技术领域，提供了一种在片校准件模型建立方法，包括：建立在片校准件等效电路，所述在片校准件等效电路包括偏置传输线、第一电容、第二电容、第一电感和第一电阻；通过设置所述在片校准件等效电路中的第一电容的电容值、第二电容的电容值、第一电感的电感值和第一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为开路标准件校准模型、短路标准件校准模型和负载标准件校准模型。本发明提供的在片校准件模型建立方法将各个类型的标准件校准模型进行了整合，方便对在片校准件模型进行统一的分析，简化了在片校准件模型的分析过程，提高了在片校准件模型的分析准确度。

Description

一种在片校准件模型建立方法

技术领域

本发明属于半导体微波特性测量技术领域，尤其涉及一种在片校准件模型 建立方法。

背景技术

在微电子行业中，在片S参数(散射参数)测试系统使用广泛，S参数的 测量通过矢量网络分析仪，而使用前需对在片校准件进行矢量校准，校准件有 开路校准件、短路校准件和负载校准件不同类型，使用在片校准件测量散射参 数时，校准的准确与否依赖于在片校准件定义的准确程度。

目前，不同的被测器件需要对应的校准件模型进行测量，而不同校准件的 测量模型的元件参数不同，校准件模型种类过多，导致半导体微波特性测量过 程过于繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种在片校准件模型建立方法，以解决现 有技术中半导体微波特性测量过程过于繁琐的问题。

在本发明的一个实施例中，提供了一种在片校准件模型建立方法，包括：

建立在片校准件等效电路，所述在片校准件等效电路包括偏置传输线、第 一电容、第二电容、第一电感和第一电阻；所述偏置传输线包括第一偏置传输 线和第二偏置传输线；

所述第一偏置传输线的第一端为所述在片校准件等效电路的第一端，所述 第一偏置传输线的第二端连接所述第一电容的第一端和所述第一电感的第一端， 所述第一电感的第二端连接所述第二电容的第一端和所述第一电阻的第一端， 所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第一电阻的第二端均连 接所述第二偏置传输线的第一端，所述第二偏置传输线的第二端为所述在片校 准件等效电路的第二端；

通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容的电容值、所述第二电 容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻值，将所述在片校 准件等效电路转换为开路标准件校准模型、短路标准件校准模型和负载标准件 校准模型。

在本发明的一个实施例中，所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述 第一电容的电容值、所述第二电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第 一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为开路标准件校准模型，包 括：

设置所述第一电容的电容值为零，设置所述第一电阻的电阻值为无穷大， 设置所述第一电感的电感值为零，设置所述第二电容的电容值为初始电容值， 得到初始开路标准件校准模型；所述初始电容值为不为零的有限值；

测量所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数；

根据所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数，确定所述第二电容对 应的开路电容值；

调整所述初始开路标准件校准模型中第二电容的电容值为开路电容值，得 到所述开路标准件校准模型。

在本发明的一个实施例中，所述测量所述初始开路标准件校准模型的负载 反射系数，包括：

采用矢量网络分析仪单端口测量所述初始开路标准件校准模型的负载反射 系数。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述初始开路标准件校准模型的负载 反射系数，确定所述第二电容对应的开路电容值，包括：

根据所述偏置传输线的长度计算所述偏置传输线参数；

根据所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数和所述偏置传输线参数， 确定所述第二电容对应的开路电容值。

在本发明的一个实施例中，所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述 第一电容的电容值、所述第二电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第 一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为短路标准件校准模型等， 包括：

设置所述第一电容的电容值为零，所述第二电容的电容值为零，所述第一 电阻的电阻值为零，所述第一电感的电感值为初始电感值，得到所述初始短路 标准件校准模型；所述初始电感值为不为零的有限值；

测量所述初始短路标准件校准模型的负载反射系数；

根据所述初始短路标准件校准模型的负载反射系数，确定所述第一电感对 应的短路电感值；

调整所述初始短路标准件校准模型中第一电感的电感值为短路电感值，得 到短路标准件校准模型。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述初始短路标准件校准模型的负载 反射系数，确定所述第一电感对应的短路电感值，包括：

根据所述偏置传输线的长度计算所述偏置传输线参数；

根据所述初始短路标准件校准模型的负载反射系数和所述偏置传输线参数， 确定所述第一电感对应的短路电感值。

在本发明的一个实施例中，所述负载标准件校准模型包括低于3mm频段的 负载标准件校准模型，所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容 的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻值，将所述在片校准 件等效电路转换为负载标准件校准模型，包括：

设置所述第一电容的电容值为初始电容值、所述第一电感的电感值为初始 电感值、所述第一电阻的电阻值为初始电阻值，所述第二电容的电容值为零， 得到低于3mm频段的初始负载标准件校准模型；所述初始电容值、所述初始电 感值和所述初始电阻值均为不为零的有限值；

测量低于3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数；

根据低于3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数和所述第 一电阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应的负载电容值以及所述第一电感 对应的负载电感值；

调整低于3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电容的电容值为负 载电容值，调整低于3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电感的电感值 为负载电感值，得到低于3mm频段的负载标准件校准模型。

在本发明的一个实施例中，所述根据低于3mm频段的初始负载标准件校 准模型的负载反射系数和所述第一电阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应 的负载电容值以及所述第一电感对应的负载电感值，包括：

根据所述偏置传输线长度计算所述偏置传输线参数；

根据低于3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数、所述第一 电阻的初始电阻值和所述偏置传输线参数，确定所述第一电容对应的负载电容 值和所述第一电感对应的负载电感值。

在本发明的一个实施例中，所述负载标准件校准模型包括3mm频段的负载 标准件校准模型，所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容的电 容值、所述第二电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻 值，将所述在片校准件等效电路转换为负载标准件校准模型，包括：

设置所述第一电容的电容值为第一初始电容值、所述第二电容的电容值为 第二初始电容值，所述第一电感的电感值为初始电感值、所述第一电阻的电阻 值为初始电阻值，得到3mm频段的初始负载标准件校准模型；所述第一初始电 容值、所述第二初始电容值、所述初始电感值和所述初始电阻值均为不为零的 有限值；

测量3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数；

根据3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数和所述第一电 阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应的第一电容值、所述第二电容对应的 第二电容值以及所述第一电感对应的第二负载电感值；

调整3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电容的电容值为第一电 容值，调整3mm频段的初始负载标准件校准模型中第二电容的电容值为第二电 容值，调整3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电感的电感值为第二负 载电感值，得到3mm频段的负载标准件校准模型。

在本发明的一个实施例中，所述根据3mm频段的初始负载标准件校准模 型的负载反射系数和所述第一电阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应的第 一电容值、所述第二电容对应的第二电容值以及所述第一电感对应的第二负载 电感值，包括：

根据所述偏置传输线长度计算所述偏置传输线参数；

根据3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数、所述第一电 阻的初始电阻值和所述偏置传输线参数，确定所述第一电容对应的第一电容值、 所述第二电容对应的第二电容值和所述第一电感对应的第二负载电感值。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供的在 片校准件模型建立方法步骤为；建立在片校准件等效电路，所述在片校准件等 效电路包括偏置传输线、第一电容、第二电容、第一电感和第一电阻；通过设 置所述在片校准件等效电路中第一电容的电容值、第二电容的电容值、第一电 感的电感值和第一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为开路标准 件校准模型、短路标准件校准模型和负载标准件校准模型，其中负载标准件校 准模型包括低于3mm频段的负载标准件校准模型和3mm频段的负载标准件校 准模型。本发明提供的在片校准件模型建立方法将开路标准件校准模型、短路 标准件校准模型和负载标准件校准模型进行了整合，方便对在片校准件模型进 行统一的分析，简化了在片校准件模型的分析过程。同时，本实施例提供的3mm 频段的负载标准件校准模型中考虑了寄生电容的影响，建立了明确的公式，可 以提高在片散射参数在3mm频段的测试准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳 动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的在片校准件模型建立方法步骤示意图；

图2是本发明实施例提供的在片校准件等效电路图；

图3是本发明实施例提供的开路标准件等效电路图；

图4是本发明实施例提供的开路标准件单端口测量示意图；

图5是本发明实施例提供的短路标准件等效电路图；

图6是本发明实施例提供的短路标准件单端口测量示意图；

图7是本发明实施例提供的低于3mm频段的负载标准件等效电路图；

图8是本发明实施例提供的低于3mm频段的负载标准件单端口测量示意图；

图9是本发明实施例提供的3mm频段的负载标准件等效电路图；

图10是本发明实施例提供的3mm频段的负载标准件单端口测量示意图；

图11是本发明实施例提供的校准方法结果示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术 之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当 清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中， 省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节 妨碍本发明的描述。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在本发明的一个实施例中，参见图1，提供了一种在片校准件模型建立方 法，包括：

S101：建立在片校准件等效电路，在片校准件等效电路包括偏置传输线、 第一电容C₁、第二电容C₂、第一电感L₁和第一电阻R₁；偏置传输线包括第一 偏置传输线CPW₁和第二偏置传输线CPW₂；

参见图2，本发明实施例提供的在片校准件等效电路中，第一偏置传输线 CPW₁的第一端为在片校准件等效电路的第一端，第一偏置传输线CPW₁的第二 端连接第一电容C₁的第一端和第一电感L₁的第一端，第一电感L₁的第二端连 接第一电阻R₁的第一端和第二电容C₂的第一端，第一电容C₁的第二端、第二 电容C₂的第二端和第一电阻R₁的第二端均连接第二偏置传输线CPW₂的第一 端，第二偏置传输线CPW₂的第二端为在片校准件等效电路的第二端；

S102：通过调整在片校准件等效电路中第一电容C₁的电容值、第二电容 C₂的电容值、第一电感L₁的电感值和第一电阻R₁的电阻值，将在片校准件等 效电路转换为开路标准件校准模型、短路标准件校准模型和负载标准件校准模 型；

负载标准件校准模型包括低于3mm频段的负载标准件校准模型和3mm频 段的负载标准件校准模型。

在本实施例中，偏置传输线为CPW(Coplanar Waveguide，共面波导)偏 置传输线。

在本实施例中，将开路标准件校准模型、短路标准件校准模型和负载标准 件校准模型整合在一个模型中，成为统一的在片校准件等效电路，方便对在片 校准件模型进行统一的分析。

在本发明的一个实施例中，图1中S102的具体实现流程包括：

S201：设置第一电阻R₁的电阻值为无穷大，设置第一电感L₁的电感值为 零，设置第一电容C₁的电感值为零，设置第二电容C₂的电容值为初始电容值， 得到初始开路标准件校准模型；初始电容值C₂为不为零的有限值。

在本实施例中，参见图3，通过S201设置，将图2中的等效电路图转化为 图3所示的开路标准件校准模型的等效电路图。

S202：测量初始开路标准件校准模型的负载反射系数

S203：根据初始开路标准件校准模型的负载反射系数

确定第一电容 的开路电容值C_open；

S204：调整初始开路标准件校准模型中第二电容C₂的电容值为开路电容值 C_open，得到开路标准件校准模型。

在一个实施例中，如图4所示，上述S202的具体实现流程包括：采用矢 量网络分析仪单端口测量初始开路标准件校准模型的负载反射系数

在本实施例中，S202之前，还包括对矢量网络分析仪进行单端口校准，然 后根据校准后的矢量网络分析仪进行单端口测量。

在本发明的一个实施例中，上述S203的具体实现流程包括：

根据偏置传输线的长度计算偏置传输线参数；

根据初始开路标准件校准模型的负载反射系数

和偏置传输线参数，确 定第一电容的开路电容值C_open。

在本实施例中，偏置传输线参数包括偏置传输线延时t_delay，偏置传输线特 征阻抗Z₀和偏置传输线损耗loss；

偏置传输线参数由偏置传输线的长度l计算得到。

在本实施例中，对于CPW偏置传输线，由于信号通过传输线时需要一定 的时间，因此校准件参考平面与理想参考平面之间存在一定的电延时，偏置传 输线延时t_delay由式(1)计算：

式(1)中，t_delay为偏置传输线的延时，l为偏置传输线的长度，c为光在 真空中的传播速度，ε_r为相对介电常数，相对介电常数ε_r可通过ADS中的 LineCalc工具仿真得到。

在本实施例中，偏置传输线特征阻抗为Z₀，其阻值为50欧姆。

在本实施例中，偏置传输线还存在损耗loss。由于传输线存在趋肤效应， 使用偏置损耗为偏置传输线的插损建立模型。偏置损耗以频率为自变量，由于 以频率为自变量的损耗值在不同频率下与偏置传输线真实的损耗不一致，因此 只能得到近似真实损耗的损耗值。

偏置损耗由式(2)计算：

式(2)中：loss为偏置损耗，GΩ/s为偏置损耗的单位；dB_loss|1GHz为频率为 1GHz时偏置传输线的插入损耗；c为真空中的光速；Z₀为偏置传输线的特征阻 抗，Z₀值为50Ω；l为偏置传输线的长度,单位为m。在式(2)中，频率为1GHz 时，输入到标准件定义中的损耗值单位为GΩ/s，以其为单位的偏置损耗值对应 于频率为1GHz时所得的损耗值。

在本实施例中，开路标准件校准模型中第一电容的开路电容值C_open由偏置 传输线的参数和开路标准件等效电路的负载反射系数

计算得到。

在本实施例中，参见图5，

为端面1的负载反射系数，由反射系数定 义得式(3)：

式(3)中，

为端面1的负载反射系数，Z₀为输入阻抗，其值为50Ω； Z_open为输出阻抗，输出阻抗

其中ω为测试信号角频率，ω＝2πf， f为测试信号频率；C_open为开路标准件校准模型中第一电容的开路电容值。

得到开路标准件校准模型中第一电容的开路电容值C_open的计算式(4)。

式(4)中，

为端面1的负载反射系数；Z₀为输入阻抗，其值为50Ω； ω为测试信号角频率。

在本发明的一个实施例中，步骤S102的具体实现流程还包括：

S301：设置第一电容C₁的电容值为零，第二电容C₂的电容值为零，第一 电阻R₁的电阻值为零，第一电感L₁的电感值为初始电感值，得到初始短路标 准件校准模型；初始电感值为不为零的有限值。

在本实施例中，参见图5，通过S301设置，将图2中的等效电路图转化为 图5所示的短路标准件校准模型的等效电路图。

S302：测量初始短路标准件校准模型的负载反射系数

S303：根据初始短路标准件校准模型的负载反射系数

确定第一电感 的短路电感值L_short；

S304：调整初始短路标准件校准模型中第一电感L₁的电感值为短路电感值 L_short，得到短路标准件校准模型。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，S302的具体实现流程包括：

采用矢量网络分析仪单端口测量初始短路标准件校准模型的负载反射系数

在本实施例中，S302之前，还包括对矢量网络分析仪进行单端口校准，然 后根据校准后的矢量网络分析仪单端口测量测量初始短路标准件校准模型的负 载反射系数

在本发明的一个实施例中，S303的具体实现流程包括包括：

根据偏置传输线的长度计算偏置传输线参数；

根据初始短路标准件校准模型的负载反射系数

和偏置传输线参数，确 定第一电感的短路电感值L_short。

在本实施例中，偏置传输线参数的计算方法与建立短路标准件校准模型中， 偏置传输线参数的计算方法相同。

在本实施例中，参见图6，由反射系数定义得公式(5)。

式(5)中，

为端面2的负载反射系数，Z₀为输入阻抗，其值为50Ω； Z_short为输出阻抗，Z_short＝jωL_short,其中ω为测试信号角频率，ω＝2πf，f为 测试信号频率，L_short为开路标准件校准模型中第一电感的开路电感值。

得到计算开路标准件校准模型中第一电感的开路电感值L_short的计算公式 (6)。

式(6)中，

为端面2的负载反射系数；Z₀为输入阻抗，其值为50Ω； ω为测试信号角频率。

在本发明的一个实施例中，图1中S102的具体实现流程包括：

S401：设置第一电容C₁的电容值为初始电容值，第二电容C₂的电容值为 零，第一电感L₁的电感值为初始电感值、第一电阻R₁的电阻值为初始电阻值， 得到初始负载标准件校准模型；初始电容值、初始电感值和初始电阻值均为不 为零的有限值。

在本实施例中，参见图7，通过S401设置，将图2中的等效电路图转化为 图7所示的低于3mm频段负载标准件校准模型的等效电路图。

S402：测量初始低于3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

S403：根据初始低于3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

和 第一电阻R₁的初始电阻值，确定第一电容C₁的负载电容值C_load，以及第一电 感L₁的负载电感值L_load；

S404：调整初始低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电容C₁的电容 值为负载电容值C_load，调整初始低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电 感L₁的电感值为负载电感值L_load，得到低于3mm频段负载标准件校准模型。

参见图8，在本实施例中，上述S402包括采用矢量网络分析仪单端口测量 初始低于3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

在本实施例中，S402之前，还包括对矢量网络分析仪进行单端口校准，然 后根据校准后的矢量网络分析仪进行单端口测量。

在本发明的一个实施例中，S403的具体实现流程包括包括：

根据偏置传输线长度计算偏置传输线参数；

根据初始低于3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

第一 电阻R₁的初始电阻值和偏置传输线参数，确定第一电容C₁的负载电容值C_load和第一电感L₁的负载电感值L_load。

在本实施例中，偏置传输线参数的计算方法与建立短路标准件校准模型中 偏置传输线参数的计算方法相同。

具体地，在确定低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电感L₁的负载 电感值L_load的过程中，需通过测量开路标准件校准模型中的导纳值、电导值和 电纳值，计算开路标准件校准模型的实际导纳值。

低于3mm频段负载标准件的导纳值

如公式(7)所示：

式(7)中，

为负载标准件校准模型的导纳值；R为第一电阻的初始电 阻值；L_load为低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电感的负载电感值。

测量开路标准件，建立开路标准件与低于3mm频段负载标准件的关系式(8)：

式(8)中

为开路标准件测量的导纳值，

为开路标准件测量的电导 值，

为开路标准件测量的电纳值，

为低于3mm频段负载标准件校准模 型的导纳值，R为第一电阻的初始电阻值，L_load为低于3mm频段负载标准件校 准模型中第一电感的负载电感值，

为开路标准件的实际导纳值，

由式(7)和(8)计算得到低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电感 的负载电感值如式(9)所示：

式(9)中，

为开路标准件校准模型测量的电导值，R为第一电阻的初 始电阻值，

为开路标准件校准模型测量的电纳值。

在本实施例中，确定低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电容C₁的 负载电容值C_load的具体过程如下：

由反射系数定义得公式(10)：

式(10)中，

为图9中端面3的负载反射系数，Z₀为输入阻抗，其值 为50Ω；Z_load为负载电阻。

低于3mm频段负载标准件校准模型中的负载电阻Z_load由式(11)提供：

式(11)中，Z_load为低于3mm频段负载标准件校准模型的负载电阻，L_load为 低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电感的负载电感值，C_load为低于3mm 频段负载标准件的负载电容值。

由式(11)和式(10)计算得到低于3mm频段负载标准件的负载电容C_load， 低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电容C₁的负载电容值C_load由式(12) 得到：

式(12)中，

为图9中端面3的负载反射系数，Z₀为输入阻抗，其值 为50Ω；L_load为低于3mm频段负载标准件校准模型中第一电感的负载电感值；R为第一电阻的初始电阻值；ω为测试信号角频率，ω＝2πf，f为测试信号频 率。

在本发明的一个实施例中，图1中S102的具体实现流程包括：

S501：设置第一电容C₁的电容值为第一初始电容值，第二电容C₂的电容 值为第二初始电容值，第一电感L₁的电感值为初始电感值、第一电阻R₁的电 阻值为初始电阻值，得到初始负载标准件校准模型；第一初始电容值、第二初 始电容值、初始电感值和初始电阻值均为不为零的有限值。

在本实施例中，参见图9，通过S501设置，将图2中的等效电路图转化为 图9所示的3mm频段负载标准件校准模型的等效电路图。

S502：测量初始3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

S503：根据初始3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

和第 一电阻R₁的初始电阻值，确定第一电容C₁的第一电容值C_load1，第二电容C₂的第二电容值C_load2以及第一电感L₁的负载电感值L_load；

S504：调整初始3mm频段负载标准件校准模型中第一电容C₁的电容值为 第一电容值C_load1，第二电容C₂的电容值为第二电容值C_load2，调整初始3mm频 段负载标准件校准模型中第一电感L₁的电感值为负载电感值L_load，得到3mm 频段负载标准件校准模型。

参见图10，在本实施例中，上述S502包括采用矢量网络分析仪单端口测 量初始3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

在本实施例中，S502之前，还包括对矢量网络分析仪进行单端口校准，然 后根据校准后的矢量网络分析仪进行单端口测量。

在本发明的一个实施例中，S503的具体实现流程包括包括：

根据偏置传输线长度计算偏置传输线参数；

根据初始3mm频段负载标准件校准模型的负载反射系数

第一电阻 R₁的初始电阻值和偏置传输线参数，确定第一电容C₁的第一电容值C_load1，第 二电容C₂的第二电容值C_load2和第一电感L₁的负载电感值L_load。

在本实施例中，偏置传输线参数的计算方法与建立短路标准件校准模型中 偏置传输线参数的计算方法相同。

在本实施例中，确定第一电感L₁的负载电感值L_load的计算方法与建立低于 3mm频段负载标准件校准模型中确定第一电感L₁的负载电感值L_load计算方法 相同。

在本实施例中，确定第一电容C₁的第一电容值C_load1的计算方法与建立低 于3mm频段负载标准件校准模型中确定第一电容C₁的负载电容值C_load计算方 法相同。

在本实施例中，确定第二电容C₂的第二电容值的具体方法为：

首先确定3mm频段负载标准件校准模型中的负载电阻Z_load，，由式(13)提 供：

式(13)中，Z_load为3mm频段负载标准件校准模型的负载电阻，L_load为3mm 频段负载标准件校准模型中第一电感的负载电感值，C_load2为第二电容C₂的第 二电容值，R为第一电阻的初始电阻值，ω为测试信号角频率，ω＝2πf，f为 测试信号频率。

3mm频段负载标准件校准模型中第二电容C₂的第二电容值由式(14)得 到：

式(14)中，

为图10中端面4的负载反射系数，Z₀为输入阻抗，其值 为50Ω；L_load为3mm频段负载标准件校准模型中第一电感的负载电感值；R为 第一电阻的初始电阻值；ω为测试信号角频率，ω＝2πf，f为测试信号频率。

本实施例中，3mm频段负载标准件考虑了寄生电容的影响，提高了高频段 S参数的测试准确度。

在实际测试实验中，参见图10，应用该测量模型实现不同的校准方法，包 括SOLT(Short-Open-Load-Thru，短路-开路-负载-直通)校准法，LRRM (Line-Reflect-Reflect-Match，线路-反射-反射-匹配)校准法和LRM (Line-Reflect-Match，线路-反射-反射-匹配)校准法。使用多线TRL (Thru-Reflect-Line，直通-反射-线路)校准法作为参考校准方法，定量比较不 同校准方法与参考校准方法的差值。由图11可知，LRRM校准方法给出了最大偏差0.17，这是由LRRM对负载模型的假定导致的；SOLT和LRM最大偏 差较一致，且均小于0.1；两次多线TRL校准算法差别较小体现出了校准较好 的重复性。可见，本发明实施例提供的在片校准件模型建立方法在3mm频段合 理可用，可以提高测试的准确度。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照 前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特 征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发 明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在片校准件模型建立方法，其特征在于，包括：

建立在片校准件等效电路，所述在片校准件等效电路包括偏置传输线、第一电容、第二电容、第一电感和第一电阻；所述偏置传输线包括第一偏置传输线和第二偏置传输线；

所述第一偏置传输线的第一端为所述在片校准件等效电路的第一端，所述第一偏置传输线的第二端连接所述第一电容的第一端和所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接所述第二电容的第一端和所述第一电阻的第一端，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第一电阻的第二端均连接所述第二偏置传输线的第一端，所述第二偏置传输线的第二端为所述在片校准件等效电路的第二端；

通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容的电容值、所述第二电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为开路标准件校准模型、短路标准件校准模型和负载标准件校准模型。

2.如权利要求1所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容的电容值、所述第二电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为开路标准件校准模型，包括：

设置所述第一电容的电容值为零，设置所述第一电阻的电阻值为无穷大，设置所述第一电感的电感值为零，设置所述第二电容的电容值为初始电容值，得到初始开路标准件校准模型；所述初始电容值为不为零的有限值；

测量所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数；

根据所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数，确定所述第二电容对应的开路电容值；

调整所述初始开路标准件校准模型中第二电容的电容值为开路电容值，得到所述开路标准件校准模型。

3.如权利要求2所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述测量所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数，包括：

采用矢量网络分析仪单端口测量所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数。

4.如权利要求2所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述根据所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数，确定所述第二电容对应的开路电容值，包括：

根据所述偏置传输线的长度计算所述偏置传输线参数；

根据所述初始开路标准件校准模型的负载反射系数和所述偏置传输线参数，确定所述第二电容对应的开路电容值。

5.如权利要求1所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容的电容值、所述第二电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为短路标准件校准模型等，包括：

设置所述第一电容的电容值为零，所述第二电容的电容值为零，所述第一电阻的电阻值为零，所述第一电感的电感值为初始电感值，得到所述初始短路标准件校准模型；所述初始电感值为不为零的有限值；

测量所述初始短路标准件校准模型的负载反射系数；

根据所述初始短路标准件校准模型的负载反射系数，确定所述第一电感对应的短路电感值；

调整所述初始短路标准件校准模型中第一电感的电感值为短路电感值，得到短路标准件校准模型。

6.如权利要求5所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述根据所述初始短路标准件校准模型的负载反射系数，确定所述第一电感对应的短路电感值，包括：

根据所述偏置传输线的长度计算所述偏置传输线参数；

根据所述初始短路标准件校准模型的负载反射系数和所述偏置传输线参数，确定所述第一电感对应的短路电感值。

7.如权利要求1所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述负载标准件校准模型包括低于3mm频段的负载标准件校准模型,所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为负载标准件校准模型，包括：

设置所述第一电容的电容值为初始电容值、所述第一电感的电感值为初始电感值、所述第一电阻的电阻值为初始电阻值，所述第二电容的电容值为零，得到低于3mm频段的初始负载标准件校准模型；所述初始电容值、所述初始电感值和所述初始电阻值均为不为零的有限值；

测量低于3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数；

根据低于3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数和所述第一电阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应的负载电容值以及所述第一电感对应的负载电感值；

调整低于3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电容的电容值为负载电容值，调整低于3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电感的电感值为负载电感值，得到低于3mm频段的负载标准件校准模型。

8.如权利要求7所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述根据低于3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数和所述第一电阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应的负载电容值以及所述第一电感对应的负载电感值，包括：

根据所述偏置传输线长度计算所述偏置传输线参数；

根据低于3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数、所述第一电阻的初始电阻值和所述偏置传输线参数，确定所述第一电容对应的负载电容值和所述第一电感对应的负载电感值。

9.如权利要求1所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述负载标准件校准模型包括3mm频段的负载标准件校准模型，所述通过调整所述在片校准件等效电路中所述第一电容的电容值、所述第二电容的电容值、所述第一电感的电感值和所述第一电阻的电阻值，将所述在片校准件等效电路转换为负载标准件校准模型，包括：

设置所述第一电容的电容值为第一初始电容值、所述第二电容的电容值为第二初始电容值，所述第一电感的电感值为初始电感值、所述第一电阻的电阻值为初始电阻值，得到3mm频段的初始负载标准件校准模型；所述第一初始电容值、所述第二初始电容值、所述初始电感值和所述初始电阻值均为不为零的有限值；

测量3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数；

根据3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数和所述第一电阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应的第一负载电容值、所述第二负载电容对应的第二电容值以及所述第一电感对应的第二负载电感值；

调整3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电容的电容值为第一电容值，调整3mm频段的初始负载标准件校准模型中第二电容的电容值为第二电容值，调整3mm频段的初始负载标准件校准模型中第一电感的电感值为第二负载电感值，得到3mm频段的负载标准件校准模型。

10.如权利要求9所述的在片校准件模型建立方法，其特征在于，所述根据3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数和所述第一电阻的初始电阻值，确定所述第一电容对应的第一电容值、所述第二电容对应的第二电容值以及所述第一电感对应的第二负载电感值，包括：

根据所述偏置传输线长度计算所述偏置传输线参数；

根据3mm频段的初始负载标准件校准模型的负载反射系数、所述第一电阻的初始电阻值和所述偏置传输线参数，确定所述第一电容对应的第一电容值、所述第二电容对应的第二电容值和所述第一电感对应的第二负载电感值。

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